自动钻铆技术及其在数字化装配中的应用

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1、AutomaticDrillingandRivetingTechnology自动钻铆技术自动钻铆技术及其在数字化装配中的应用北京航空制造工程研究所许国康自动钻铆技术可有效提高飞机装配质量及生产效率，世界各航空工业发达国家均已广泛应用飞机装配中的自动钻铆技术是指分。托架系统用来进行装配件的定位是为了保证连接的质量，提高机体的在装配过程中自动完成装配件的定和夹持;自动钻铆机用于完成制孔、疲劳寿命。据统计，70％的飞机机体位、夹紧、钻孔/锪窝、涂胶、送钉、铆接和双件紧固件(如螺栓、环槽钉)疲劳失效事故起因于结构连接部位，铆接/安装等工作的过程。自动钻铆安装等工作。其中80％的疲劳裂纹发生

2、于连接孔系统主要包括自动钻铆机和托架两部采用自动钻铆技术的目的，首先处，可见连接质量极大地影响着飞机2005年第5期航空制造技术51论坛FORUM表1人与机器两种系统的工作特性比较[1]自上世纪50代以来，美国、前苏联、德国等国发展系统的特性人机器了一系列的自动钻铆设备和灵巧性高(手指/手/眼/大脑的灵活性)低(自动化由程序控制)系统，见表2。水平方向：无穷大活动范围由机器结构和运动特性决定自动钻铆机需与相应的垂直方向：由身高和提升装置决定托架系统相配套，才能发挥F=13.5kg（短时）F=455～4550kgmaxmax力/力矩所能施力矩大小和时间有限所能施力矩大、时间长自动钻铆

3、技术的优势。表2V≈80m/minV≈305m/min显示，较大尺寸及复杂的结足线性速度V≈180°/sV≈360°/s构，尤其是大型飞机机身和手旋转加速度0.2g2g机翼壁板、双曲度壁板的自动钻铆，需要配备全自动托记忆能力无限(取决于计算机的存储能力)有限(10～100个操作)，需要培训架（CNC）系统以实现工件1)过程序列很高(可达±0.001″，取决于运有限(需要导引)的自动定位和调平(还包括2)定位精度动机构)批量生产的因素)。但并不成本(每小时费用)低高是所有的自动钻铆机都要配抗疲劳能力容易疲劳不易疲劳备昂贵的全自动托架，外形的寿命。现代军机、干线飞机的寿命列出了人和机器

4、两种系统的工作特较平直的中小尺寸的壁板、翼肋等结分别要求达到8000和50000飞行小时性。从表中可以看出，在提高装配质构大多配置手动、半自动托架(NC/以上，而手工铆接由于受工人熟练程量和效率等方面，特别是在大批量生CNC)系统。度和体力等因素的限制，难以保证稳产中，机器工作（如自动钻铆技术）从表2中还可看出，近10年来，定的高质量连接。因此，国外飞机设的方式比人工生产的方式具有很大的国外自动钻铆技术的发展呈现如下两计部门在设计手册中明确规定:为确优势。因此，世界各航空工业发达国大趋势：保铆接质量，设计时应考虑使自动钻家都广泛采用了自动钻铆技术。(1)由传统的液压驱动型向电磁铆获

5、得最大限度的使用。其次，在大力（脉冲磁场力）驱动和全电驱动(采国内外自动钻铆技术批量生产中提高生产效率，也是采用用电伺服滚珠丝杠技术)的方向发展。自动钻铆技术的一个重要原因。表1的发展情况后两者具有铆接效率高、设备占地面AutomaticDrillingandRivetingTechnology自动钻铆技术表2国外自动钻铆机发展简况类别型号铆接动力适用范围托架控制方式制造国АК-2.2-0.5,АК-2.2-0.6П手动小型和中型平俄罗斯小型(铆接力УКПА-1,У2.5АК-3.4-0.8液压面骨架构件NC(前苏联)小于50kN)АВН-СКП-3.4-800-2/3G100BH

6、,G200BHX小边距装配件手动/NC美国АК-5.5-2.4,АКЗ-5.5-1.2俄罗斯手动У18-АКФ-5.5大型平面(前苏联)中型(铆接力G300B,G400Ｂ,G400/39A液压力骨架构件手动/NC50～80kN)美国G91,G93CNCММК-6电磁力机翼壁板NC俄罗斯АК-16-3,АКД-16-2俄罗斯机翼、中央У18-АКД-16-2,У30-2АКД-16-2NC(前苏联)翼、机身壁板G666-120,G-747液压力大型(铆接力G900BCHV机翼壁板大于80kN)G86/G95机身壁板G2000电动力机身壁板美国GEMCORWRS电动力机翼壁板CNCE4

7、000/4100/4150/4380机翼壁板电磁力装配系统ASAT/ASATⅡ/ASATⅢ/ASATIV(E5000)机翼大梁BroetjeIPAC机身壁板德国Avcorp双机器人装配系统尾翼加拿大积小、无油污染、易于控制等优点；料传送系统等集成的柔性数字化装配每条生产线长165m，装有３套柔性(2）由自动钻铆机/托架系统的系统发展。装配夹具。每条生产线都配有1台配置向由数控自动钻铆机/加工单空客A380零阶段壁板装配有4E4380自动钻铆/安装设备，对在装元、柔性装