飞机装配自动制孔刀具技术研究.pdf

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1、论坛FORUM飞机装配自动制孔刀具技术研究ResearchonAutomaticDrillingToolforAircraftAssembly中航工业沈阳飞机工业（集团）有限公司唐臣升空军驻沈阳地区军事代表局王巍碳纤维复合材料与金属材料构成的性能差异的叠层构件在飞机机翼和尾舵中应用广泛，叠层构件装配过程中需要大量的铆接或螺接孔。在这些航空产品装配制孔中，最佳的工艺是在碳纤维复合材料和金属材料叠层构件上同时加工出所需要的铆接或螺接孔，这是确保叠层材料构件产品连接强度、刚度和安全性的主要手段。然而由于碳纤维复合材料层间结构特点和2种材料性能的巨大差异，制孔质

2、量难以保证并且刀具磨损剧烈。特别是随着飞机自动制孔技术的发展，其关键技术之一就是要求在装配过程唐臣升中采用一道工序同时高效加工碳纤维复合材料和钛合金研究员级高级工程师，中航工业集团一级技术专家，主要从事金属切削刀以及铝合金等完全不同性质的材料。具以及金属切削加工技术、数控加工技DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015.06.043术的研究工作。中国机械协会生产切削分会委员，中国刀具协会会员。独立或主持完成中国航空工业、省级、市级科研项目20多项。曾多次荣获中航工业集进入20世纪90年代后，飞机制外已得到广泛研究和应用。如美国团、

3、辽宁省、沈阳市科技成果和科技论造行业对飞机装配技术提出了高质EOA公司与波音公司也联合生产研文一、二、三等奖20余项；获得国家发明授权专利4项，其中1项专利荣获中量、高速度、低成本的生产要求，飞机制了一种机器人多功能制孔系统，该国国际发明博览会金奖，已获申请号发装配自动制孔技术便由此产生。自系统可以完成对钛合金、铝合金、复明专利12项，5项授权实用新型专利；动制孔设备类别主要表现为CNC机合材料及其叠层等飞机蒙皮的钻孔、获得国家软件版权保护4项；发表SCI床和机器人等。由于采用数控设备锪孔和铰孔工作。论文1篇，发表核心期刊论文5篇；被CPCI(原ISTP

4、)收录会议论文1篇。或机器人移动而被加工构件不动的方式，因而灵活性较好，且对被加工飞机装配自动制孔的构件的适应性较好，同时能够极大特点与要求地提高制孔效率和精度，因此，在国1飞机装配自动制孔的优点43航空制造技术·2015年第6期论坛FORUM飞机装配自动制孔技术以其自直是主要的参考依据。它们并非均在不断发展的复合材料领域，加动化程度高、适应性强和集成度好的质材料，并且可加工性的难度要超过工面临着新的挑战。从根本上而言，独特优势，结合激光跟踪辅助测量系金属。CFRP需要根据表面、结构、这些材料并非难以加工。目前的挑统、移动平台导轨和终端执行器等设纤维、树

5、脂和厚度（孔深）进行区分。战在于更为高效、安全地加工出更高备，共同构建航空材料的高效、高精具有叠层时，金属构件的种类以及厚质量要求的孔尤其是加工带有金属度柔性制孔系统，成为飞机装配连接度是重要因素。叠板材料的复合材料。这就要求我孔加工的最佳工业解决方案，具有重所加工孔的数量往往被看作计们开发出更为优异的刀具解决方案大的工程应用价值。该项技术能够算刀具成本因素。在大批量、单一品来应对不断提升的需求。极大提高飞机的制造与装配效率，改种CFRP材料制孔时，需要选择经过同时，由于在复合材料不同工艺善机体疲劳与安全性能，且将工人从优化且一般更为昂贵的刀具才能更装备

6、的加工领域，孔的加工居于主导恶劣、危险的劳动环境中解放，是当有效率。地位，因而钻头正在经历一次切削刀今飞机装配制造业的发展趋势。作3飞机装配自动制孔对工艺装备及具技术的全面变革。为数字化装配的重要环节和最终阶刀具的需求（2）飞机装配自动制孔刀具的段，飞机装配连接孔的制备对装配质3.1高效率精密飞机自动制孔技术特点。量与飞机整体性能有关键影响。对工艺装备的需求复合材料及其叠层结构装配自2飞机装配自动制孔的工艺特点在为钻削CFRP复合材料或叠动制孔刀具的特点是需要刀具具有令人满意的钻削碳纤维复合材板材料进行工艺规划时，需要考虑许专用性。料（CFRP）及其与金

7、属的叠层结构多因素。在大量不同的部件材料中基于复合材料本身特性的制造孔是一项挑战。理想地钻削加工高质量的孔也绝非缺陷，钻削CFRP复合材料会涉及分切削CFRP及其与金属的叠层易事。这不仅需要刀具设计与制造层和劈裂等问题。此外，当不得不使构件时，正确地应用专用的切削刀具技术进行完善与优化，而且为了满足用相同的刀具在各种航空结构件中是获得理想孔和减少粉尘污染的关不同的部件材料制孔的切削加工参的CFRP/金属叠板上制孔时，就需键所在。金属材料的制孔质量标准数，高效率精密自动制孔设备需要具要专用于具体应用的解决方案，这一不完全适用于复合材料制孔，无任何有准确到位

8、的进给与转速变化功能。点非常重要。如此一来，刀具也就必切屑和传统的表面粗糙度通常