航空材料制孔缺陷抑制及工藝研究.pdf

1、在飛機裝配中，良好的制孔質(zhì)量是飛機結(jié)構(gòu)件長壽命和高可靠性的重要保證，因此積極開展航空材料制孔缺陷抑制研究顯得至關(guān)重要。隨著我國航空制造業(yè)的蓬勃發(fā)展和飛機部件自動化裝配水平的不斷提高，同時為適應新一代飛機的制造要求和提高飛機裝配質(zhì)量及效率，基于工業(yè)機器人的飛機部件裝配制孔技術(shù)得到了廣泛應用，而針對航空疊層材料精密制孔工藝還有待去突破。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴闡述了金屬鉆削出口毛刺形成機理，詳細分析了金屬疊層間毛刺形成及與層間間隙

2、的關(guān)系，分析了金屬疊層鉆削過程中層間間隙產(chǎn)生機理，通過數(shù)學分析和有限元仿真對層間間隙進行建模，得到了理論層間間隙和層間毛刺高度的關(guān)系，提出了通過減小層間間隙來抑制層間毛刺高度的方法，并通過壓緊制孔試驗得到了驗證。⑵分析了復合材料鉆削過程中出口分層的產(chǎn)生機制，發(fā)現(xiàn)軸向力是影響出口分層的主要因素，減小軸向力即可以減小分層。采用線彈性斷裂力學、板殼理論和能量守恒定律等知識對普通麻花鉆鉆削復合材料產(chǎn)生分層的臨界軸向力進行建模，并通過試驗驗證該模

3、型有效。通過試驗建立了CCF300復合材料鉆削軸向力的數(shù)學經(jīng)驗模型，提出了產(chǎn)生分層的臨界進給量，且得到了試驗驗證，并提出了基于變參數(shù)的復合材料出口分層抑制方法。⑶以工業(yè)機器人為載體，采用不同幾何參數(shù)的麻花鉆和三尖鉆對碳纖維復合材料/鋁合金疊層進行制孔試驗研究，分析了麻花鉆和三尖鉆軸向力變化曲線及疊層間過渡區(qū)域材料作用機理和軸向力的變化，研究了刀具參數(shù)和工藝參數(shù)對軸向力和孔徑精度的影響規(guī)律，比較了不同刀具的鋁合金出口質(zhì)量，并對刀具參數(shù)和工