多参数联合作用的单向压紧自动化制孔工艺研究

作     者：王威 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王珉;吴亚平

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：飞机装配 单向压紧 末端执行器 机身对接 有限元仿真 制孔 

摘      要：飞机机身多采用变曲率弱刚性蒙皮壁板材料、对接段内部开敞性较差且制孔数量庞大,利用飞机轻型自动化制孔系统进行单向压紧制孔,在多参数联合作用的单向压紧自动化制孔过程中,由于钻削毛刺、结构变形和瞬时回弹等问题的存在,严重影响着飞机装配连接孔的制孔精度、质量和效率。本文以典型的飞机机身对接段框间单向压紧自动化制孔作为研究对象,通过理论研究、仿真分析、目标优化和试验验证,展开多参数联合作用的单向压紧自动化制孔工艺研究。主要工作与创新点如下:(1)研究了制孔工艺参数与制孔影响之间的响应关系,并提出了多参数联合作用的三种制孔工艺研究类型。该研究分析了钻削轴向力、压力脚压紧力和预装配紧固件位置布局与钻削毛刺、叠层间隙和瞬时回弹之间的响应关系,以及常见末端执行器制孔和压紧单元采用不同连接和驱动方式时,给出了钻削轴向力和压紧力参数联合作用的三种不同方式。(2)建立了多参数联合作用的单向压紧制孔分析模型。针对机身对接段框间制孔,采用有限元方法仿真了单向压紧制孔过程,并对三种制孔工艺类型的仿真结果进行了对比分析。(3)进行了单向压紧制孔工艺参数的多目标优化分析,并提出了面向飞机机身对接段多参数联合作用的制孔工艺分析策略。该研究针对单向压紧制孔过程的多种制孔响应规律,进行了多目标优化分析,并获得最优工艺参数值。本文在上述研究基础上,开展了某飞机机身对接段框间结构的单向压紧自动化制孔试验,试验结果表明,理论优化得到的工艺参数最优值满足制孔要求,并考虑不同加工环境等因素构建了合理的工艺参数选定范围。