隨著航空工業(yè)的不斷發(fā)展,優(yōu)異性能的新型飛機(jī)需求量不斷增加,飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料性能、制造工藝和加工工具都需要不斷的研究和創(chuàng)新。鋁合金和鈦合金等材料的物理、力學(xué)性能優(yōu)越,因此這兩種材料被廣泛的應(yīng)用于航空裝配制造領(lǐng)域。然而,為滿足輕量化和結(jié)構(gòu)性能的兩種要求,單一組分的傳統(tǒng)材料不能滿足工程要求。國內(nèi)外采用將兩種材料不同性質(zhì)的材料的疊加在一起形成的疊層結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)能夠同時(shí)擁有兩種材料的比強(qiáng)度、比剛度高,耐疲勞性能好,具有較強(qiáng)的設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn),這能大大的降低航空飛行器結(jié)構(gòu)的重量。疊層結(jié)構(gòu)在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中得到廣泛應(yīng)用,例如機(jī)翼、蒙皮和機(jī)身隔板等。但是,兩種材料屬性差異較大的材料構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)給加工制造帶來了極大的挑戰(zhàn)。為避免分層制孔后再次裝配帶來的效率低、精度難以保證的問題,工程中多采用鋁/鈦疊層結(jié)構(gòu)一次性制孔。傳統(tǒng)的手工制孔加工制孔精度難以保證、制孔效率低,雖然機(jī)器人制孔在迅速的推廣和應(yīng)用,依然存在部分問題嚴(yán)重影響著制孔效率和成本的控制,比如:制孔過程需要不斷更換鉆鉸锪制孔刀具,制孔過程中斷屑困難,制孔中的毛刺控制困難,制孔中的刀具壽命短等關(guān)鍵難題。本文首先針對鋁/鈦疊層結(jié)構(gòu)的鉆鉸锪制孔加工的機(jī)理進(jìn)... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－?１疊層結(jié)構(gòu)在飛機(jī)上的應(yīng)用??

削鈦合金過程中的毛刺的解析模型。Ｂｅｒｋｅｌｅｙ大學(xué)的Ｇｕｏ和Ｄ?Ａ?Ｄｏｒｎｆｅｌｄ等學(xué)??者［１４］，［１５］建立了不銹鋼時(shí)毛刺的變化過程三維仿真模型，并提出了工件材料的延??展失效標(biāo)準(zhǔn)�；诜抡娣治鰣D１－４將毛刺的形成分為５個(gè)階段，其中蓋帽的形成??屬于前后兩個(gè)階段的一個(gè)過渡。??耀二??（ａ）有限元模型?（ｂ）毛刺初始階段?（ｃ）發(fā)展階段??（ｄ）旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)階段?（ｅ）蓋帽形成?（ｆ）毛剌最終形成階段??圖１－４仿真毛刺變化的５個(gè)階段??雖然針對鉆削過程中出口端的毛刺生成已經(jīng)有很對學(xué)者通過建模仿真分析??對毛刺的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了闡釋，但是針對疊層結(jié)構(gòu)時(shí)在層間產(chǎn)生的毛刺的情況的??研宄還需要進(jìn)一步分析。ＪｉｈｏｎｇＣｈｏｉ等［１６］基于ＤＡＤｏｍｆｅｌｄ的有限元模型提出了??一個(gè)預(yù)測毛刺大小的定量量化方法，圖１－?５為他們在仿真過程中利用節(jié)點(diǎn)的位??５??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??移來表示毛刺的厚度和高度的仿真模型和結(jié)果。王豪等結(jié)合疊層間毛刺的產(chǎn)??生的分析，提出疊層結(jié)構(gòu)的層間間隙形成原理，見圖１－６。??＾?ｆｉｂｉｉ?：?ｉ??（ａ）鉆削分析的有限元模型?（ｂ）鉆削毛刺的仿真結(jié)果??圖１－?５有限元模型及模擬結(jié)果??：￣ｎｍｉ??（ａ）疊層間隙產(chǎn)生模型?（ｂ）層間毛刺結(jié)構(gòu)示意圖??圖１－６疊層層間間隙產(chǎn)生原理示意圖??在自動鉆鉚技術(shù)在航空航天領(lǐng)域不斷推廣的今天，越來越多的機(jī)器人自動制??孔裝備被應(yīng)用到航空航天零部件的加工裝配過程中。層間毛刺問題在機(jī)器人制孔??過程中依然未得到解決。在航空制造的工程要求將疊層間的毛刺大小控制在“無??毛刺”范圍內(nèi)。“無毛刺”是指毛刺高度在滿足裝配精度要求的高度范圍內(nèi)（不??同的制造單位要求有所不同，一般設(shè)定的毛刺閾值在〇．ｌ￣〇．１５ｍｍ之間），從而??不需要額外的去毛刺工序［１８］￣［１９］。當(dāng)前，在自動化制孔技術(shù)推廣過程中，疊層間??毛刺的控制主要有３種途徑：選用特定的刀具；選用合適的工藝參數(shù)；通過壓力??角結(jié)構(gòu)對疊層結(jié)構(gòu)預(yù)加一定大小的壓緊力，然后再進(jìn)行制孔加工。??從刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)的角度看，ＫｏＳＬ等研宄表明：通過重新設(shè)計(jì)鉆頭的幾??何角度，選擇帶有導(dǎo)向的階梯鉆，可明顯減小制孔毛刺的生成。加利福尼亞大學(xué)??伯克利分校的Ｄ．?Ａ．?Ｄｏｒｎｆｅｌｄ等ｔ２１］基于能量守恒，推導(dǎo)出鈦合金材料的鉆削出口??毛刺厚度、高度的數(shù)學(xué)模型

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]TC4-DT鈦合金切削性能研究與仿生刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D]. 姜振喜.山東大學(xué) 2016
[2]碳纖維—鈦層間混雜復(fù)合材料制孔工藝研究[D]. 汪喜.廣西大學(xué) 2013
[3]面向飛機(jī)長壽命連接的制孔工藝研究[D]. 洪華舟.南京航空航天大學(xué) 2012
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本文編號：2903046