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上承式钢板梁制孔工艺研究

世界桥梁 2014年第4期42卷 49-53页

作者：娄玉春中铁山桥集团有限公司河北秦皇岛066205

上承式钢板梁桥是中、小跨径桥梁最常用的形式,其钢板梁的制孔精度直接关系到桥梁的安装质量。鉴于此,以普通32m钢板梁桥及4片主梁并列的50m钢板梁桥为研究对象,通过分析2座桥钢板梁的结构特点及连接方式的异同,围绕零件加工、组装、焊... 详细信息

上承式钢板梁桥是中、小跨径桥梁最常用的形式,其钢板梁的制孔精度直接关系到桥梁的安装质量。鉴于此,以普通32m钢板梁桥及4片主梁并列的50m钢板梁桥为研究对象,通过分析2座桥钢板梁的结构特点及连接方式的异同,围绕零件加工、组装、焊接及矫正等影响栓孔重合率的因素,确定了2座桥钢板梁的制孔工艺,即普通32m板梁桥制孔主要采用先孔法,而4片主梁并列的50m板梁桥主要采用后孔法。采用该工艺实施后,2座桥钢板梁的制孔精度均达到了标准要求,验证了工艺的合理性,实现了提高制孔精度、保证栓孔重合率和提高生产效率的目的。

关键词：钢板梁桥上承式连接方式制孔工艺先孔法后孔法精度

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面向飞机长寿命连接的制孔工艺研究

面向飞机长寿命连接的制孔工艺研究

作者：洪华舟南京航空航天大学

学位级别：硕士

在飞机制造中，铆接是飞机装配连接的基础制造技术。国内目前仍普遍采用手工制孔和铆接的方式，易导致飞机装配质量不高、效率低、协调困难，难以实现自动化和柔性装配。为满足飞机机体结构高质量，使用长寿命的发展要求，实现高质量、... 详细信息

在飞机制造中，铆接是飞机装配连接的基础制造技术。国内目前仍普遍采用手工制孔和铆接的方式，易导致飞机装配质量不高、效率低、协调困难，难以实现自动化和柔性装配。为满足飞机机体结构高质量，使用长寿命的发展要求，实现高质量、长寿命、低成本、高效率的装配连接，本文较为全面的展开了面向飞机长寿命连接的自动化制孔技术的机理及工艺试验研究，具体的研究工作如下：（1）分析了国内外飞机装配连接技术及长寿命制孔技术的研究现状及发展趋势，对先进连接技术：自动钻铆技术、机器人制孔技术进行了简要的阐述，分析了国内飞机装配连接技术与国外的差距，提出了本课题的研究目的和研究意义。（2）研究了制孔基础理论，分析了麻花钻的主要结构参数，探讨了钻削力组成及其影响因素，深入研究了制孔毛刺生长的相关机理，建立了制孔毛刺生长切削模型，并搭建了自动化制孔的试验及检测平台。（3）开展了航空薄壁件制孔工艺试验，探讨了自动化制孔工艺方法，进行了制孔质量控制工艺试验及刀具优选试验，提出了一种分层进给制孔工艺，优化控制毛刺形态和尺寸，分析了工艺参数、刀具结构参数对孔加工质量的影响规律，针对自动化制孔技术，给出了较优的加工工艺参数及刀具结构参数。（4）探讨了孔加工质量控制的薄壁铆接构件连接质量，研究了铆接钉孔表面接触机理，分析了不同孔径精度，不同孔壁表面粗糙度下铆接干涉量的大小及均匀性、构件疲劳寿命的情况，给出了合理的孔加工质量控制指标，初步建立自动化制孔工艺保障控制体系。

关键词：制孔工艺长寿命连接制孔质量制孔毛刺干涉量疲劳寿命

基于MBD的飞机部件自动制孔工艺设计与制孔技术研究

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基于MBD的飞机部件自动制孔工艺设计与制孔技术研究

作者：孙浩沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

现代飞机上的部件之间用到了大量的标准件,如螺栓、铆钉,此类标准件的使用不可避免进行制孔。制孔工艺经过多年的发展,自动化、数字化已经成为制孔工艺发展的趋势。本文利用飞机MBD三维数据模型,结合CAA开发技术,从数据模型中提炼出需... 详细信息

现代飞机上的部件之间用到了大量的标准件,如螺栓、铆钉,此类标准件的使用不可避免进行制孔。制孔工艺经过多年的发展,自动化、数字化已经成为制孔工艺发展的趋势。本文利用飞机MBD三维数据模型,结合CAA开发技术,从数据模型中提炼出需要的工艺信息并且自动输入制孔设备进行制孔,解决了无纸化制造中制孔工艺的存储方式、连接信息的获取与梳理、孔的信息对应等问题,极大地提高了效率,减轻了人力劳动。飞机装配中的自动制孔工艺设计包括基准孔设计、夹紧孔设计和自动制孔设计。为了能实现对不同类型的孔的工艺设计,研制出了点位法矢匹配模块、对称部件数字化表达模块、标准件信息提取模块、夹层厚度与夹层材料顺序提取模块、有耳托板螺母与无耳托板螺母筛选模块、硬化区域判断模块等。通过这些模块,完成对MBD数据模型中的孔进行自动制孔工艺设计。同时提出了可以满足自动制孔基本要求的夹紧孔设计新算法,给出了具体的实施方法,开发了夹紧孔设计算法的原型模块,并进行了验证。该方法对于提高夹紧孔设计的效率、保证自动制孔的准确性和稳定性具有重要意义。按照自动制孔的工艺流程,MBD数据模型中的各项工艺数据经过自动制孔工艺设计软件的处理,输入到自动制孔设备,实现制孔工艺参数的选取和制孔。并结合刀具选取、主轴转速、进给量等制孔的关键工艺参数的选取说明了自动制孔工艺设计的作用和意义。本文对CATIA、CAA技术进行了简要介绍,并对提取工艺信息时的逻辑流程进行了说明,变得更加容易被人理解接受。基于MBD的飞机部件自动制孔工艺设计与制孔技术研究,对于提升飞机制造业数字化水平具有重要意义,为实现智能制造提供了一个好的路径与解决办法。

关键词：自动制孔制孔工艺 MBD CAA CATIA

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碳纤维复合材料旋转超声制孔工艺研究

碳纤维复合材料旋转超声制孔工艺研究

作者：罗豪武汉理工大学

学位级别：硕士

碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)因优良的力学性能、耐高温、耐腐蚀、热膨胀系数小等特点,在应用时既能作为结构件材料承担载荷,又能作为功能材料发挥作用,因而被广泛应用在诸如导弹、人造卫星、军舰、雷达、油... 详细信息

碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)因优良的力学性能、耐高温、耐腐蚀、热膨胀系数小等特点,在应用时既能作为结构件材料承担载荷,又能作为功能材料发挥作用,因而被广泛应用在诸如导弹、人造卫星、军舰、雷达、油气田钻井平台等国家战略性科技产业和体育设备、轨道交通、建筑建材等日常生活设施中。但是碳纤维复合材料是典型的难加工材料之一,其制件在加工过程中容易出现分层和毛刺等加工缺陷,且刀具磨损严重。本文围绕CFRP材料孔加工中存在的问题开展了旋转超声加工(Rotary Ultrasonic Machining,RUM)制孔工艺研究,开展的主要工作如下:首先,研究旋转超声加工的材料去除机理与优势。通过加工过程对比分析研究了旋转超声加工和传统磨削加工(Conventional Grinding,CG)的材料去除过程,探明了超声频振动在加工过程中的作用机制,并根据实验结果和文献调研总结了加工中出现的几种典型缺陷;搭建了旋转超声加工实验平台并进行了两种加工方式的磨削制孔对比实验,提出了测量缺陷角度的表层分层缺陷评价方法;将两种加工方式下得到的实验结果从表层分层缺陷、加工表面质量、切屑形态以及刀具寿命几个方面进行对比。结果表明相比传统磨削加工,旋转超声加工改变了材料的去除方式和破坏形式,增加了刀具上磨粒与材料的接触次数,更有利于纤维的剪断而能得到更优孔加工质量,同时还具有更长的刀具寿命。其次,进行CFRP的旋转超声制孔工艺研究。介绍了正交实验法,选取了工艺参数(超声振幅、进给速度、主轴转速)设计并开展了正交实验,分析了各工艺参数对加工表面质量影响规律,优化加工参数得到了表面粗糙度值Ra为1.187μm和1.171μm的加工表面。最后,探究层间分层缺陷控制策略。阐述了层间分层缺陷产生的机理,建立了临界轴向力模型和旋转超声加工过程中的磨削力模型;分析了诱导层间分层缺陷产生的因素并设计了层间分层控制策略实验,探讨了不同加工参数对层间分层缺陷的影响规律。实验结果表明相比传统磨削加工,旋转超声加工产生的层间分层厚度较薄,且增加主轴转速、降低主轴进给速度,增加支撑和变进给速度加工都能缓解分层现象的发生,其中增加刚性支撑和变进给速度加工的方式完全消除了分层缺陷。本文通过理论分析和实验研究,获知了超声在加工中的作用机制以及CFRP在孔加工过程中的缺陷形成机理,得到了一组最优表面质量的加工参数,针对加工中的分层缺陷问题给出了控制策略,为CFRP的制孔工艺提供了指导与参考。

关键词：碳纤维复合材料旋转超声加工制孔工艺孔质量分层

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制孔工艺对开孔试件疲劳寿命影响的定量分析

航空精密制造技术 2015年第1期51卷 30-33页

作者：康建雄高行山刘军西北工业大学工程力学系西安710072

为了研究开孔试件的制孔工艺对结构疲劳寿命的影响,对采用winslow制孔工艺和传统制孔工艺的铝合金试验件分别进行疲劳试验。结果表明:Winslow制孔工艺下试件疲劳性能明显增强,平均疲劳寿命是传统制孔件的1.7倍。用统计学方法对实验数据... 详细信息

为了研究开孔试件的制孔工艺对结构疲劳寿命的影响,对采用winslow制孔工艺和传统制孔工艺的铝合金试验件分别进行疲劳试验。结果表明:Winslow制孔工艺下试件疲劳性能明显增强,平均疲劳寿命是传统制孔件的1.7倍。用统计学方法对实验数据进行分析,发现在95%的置信度下,Winslow制孔工艺中值疲劳寿命是传统制孔工艺中值疲劳寿命的1.3-2.07倍。

关键词：疲劳寿命制孔工艺统计方法 winslow技术

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制孔工艺对激光强化前后小孔疲劳寿命的影响

电子科技 2015年第8期28卷 171-173,177页

作者：姜银方潘禹李娟甘学东赵勇万全红江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 成都飞机设计研究所四川成都610041

在交变载荷作用下,小孔构件易产生疲劳裂纹,零件的使用寿命因此降低。为了研究制孔工艺对激光冲击强化前后小孔疲劳寿命的影响,文中选用材料为铝合金7050-T7451的双联试样进行激光强化试验,并使用不同的制孔工艺开孔,随后进行拉伸试验,... 详细信息

在交变载荷作用下,小孔构件易产生疲劳裂纹,零件的使用寿命因此降低。为了研究制孔工艺对激光冲击强化前后小孔疲劳寿命的影响,文中选用材料为铝合金7050-T7451的双联试样进行激光强化试验,并使用不同的制孔工艺开孔,随后进行拉伸试验,试验后观察断口的疲劳源位置、孔壁质量,并测量孔壁粗糙度。试验研究表明,对于未进行激光冲击强化的试件,不同的制孔工艺对小孔件寿命无明显影响;对于激光冲击强化后的试件,使用不同的制孔工艺对小孔件寿命差异较大;因此在激光强化前后,制孔工艺对小孔件的疲劳寿命影响是不同的。

关键词：激光强化制孔工艺疲劳寿命表面加工质量

飞机结构紧固孔制孔工艺对表面加工质量的影响

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洪都科技 2009年第3期 31-39页

作者：吴自珍赵海超赵明洪都航空工业集团

在简要介绍试验件及其紧固孔加工工艺的基础上,针对制孔工艺对紧固孔加工精度、表面粗糙度、加工硬化、加工残余应力的影响进行了深入地研究。

关键词：飞机结构紧固孔制孔工艺表面加工质量

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碳纤维复合材料制品的制孔工艺方法

高科技纤维与应用 2009年第4期 59-60页

本发明是关于碳纤维复合材料制品的制孔工艺方法,主要包括;选择20°螺旋角、≧120°顶角、横刃宽度视直径在0.06D～0.1D间的硬质合

关键词：碳纤维复合材料制孔工艺制品

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连接件制孔工艺对疲劳寿命影响的试验研究

江苏航空 2010年第S2期 81-82页

作者：王欢欢童明波南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

飞机结构中大量的承力构件都是连接件,在交变载荷、腐蚀以及其他因素交互作用下,疲劳源从这些结构处萌生和扩展,从而导致机体结构的疲劳破坏,飞机结构的寿命就取决于这些关键部位。而不同的制孔工艺对连接件又有很大影响。因此,本文从... 详细信息

飞机结构中大量的承力构件都是连接件,在交变载荷、腐蚀以及其他因素交互作用下,疲劳源从这些结构处萌生和扩展,从而导致机体结构的疲劳破坏,飞机结构的寿命就取决于这些关键部位。而不同的制孔工艺对连接件又有很大影响。因此,本文从制孔工艺出发,从试验层面和理论计算两方面深入探讨了飞机结构典型连接件之一的螺栓连接件三种不同的制孔工艺对飞机结构疲劳寿命的影响,这对飞机结构的设计和合理的使用与维修有重要的意义。

关键词：飞机结构连接件制孔工艺疲劳寿命紧固孔