机器人自动制孔系统钻削工艺参数优化

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1、机器人自动制孑L系统钻削工艺参数优化OptimizationofProcessParametersAboutAutomaticDrillingHolesSystemofRobot中航工业沈阳飞机工业(集团)有限公司张辉郭洪杰空军驻沈阳地区军事代表局王巍中航工业北京航空制造工程研究所卜泳[摘要】以铝铝、钛钛和钛铝3种典型叠层构件为研究对象，利用专用试切台和钻孔质量检测仪，研究了机器人自动制孔系统钻削工艺参数。研究表明，铝铝和钛钛叠层构件机器人自动制孔系统可采用一次连续制孔方式实现高精度钻孔．对于铝铝叠层制孔系统采用主轴转速为4000ffmin

2、和进给速度为1200mm／min的参数较为合适。钛钛叠层制孔系统采用主轴转速为800r／min和进给速度30mm／min的参数较为合适。钛铝叠层构件自动钻孔时，当叠层厚度大于10mm时，削孔系统采用多次变主轴转速方式钻孔较好，且跟据各层材料选用工艺参数；当厚度小于10mm时，制孔系统采用一次连续方式钻孔，且以钛合金工艺参数进行钻孔。关键词：机器人自动制孔钻削参数叠层构件fABSTRACTlAl／Al，1'i门riandTi／Aletc．threetypi．callaminatedmembersareadoptedasthetargetmat

3、erialsinthispaper．Usingadedicatedtestcuttingstationandholequalitydetector,processparametersaboutautomaticdrillingholessystemofrobotarestudied．TheresultsshowthatautomaticdrillingholessystemofrobotusingAl，AlandTi／Tilaminatedmemberscanachievehigh—precisiondrillingholesthrough

4、usingacontinuouswayofdrillingholes．Al／Allaminatedmemberdrillingholessystemwitha4000dminspindlespeedandfeedrateof1200mm

5、minparameteraremoreappropriate．WhereasTi／Tilaminatedmemberdrillingholessystemwitha800r／minspindlespeedandfeedrateof30mm{minparameteraremore叼一propriate．Dur

6、ingTi／A1laminatedmemberautomaticdrill-ing，whenlaminationthicknessisgreaterthanlOmm，usingmultiplevariablespindlespeeddrillingisbeRer．Moreover，processparametersareselectedaccordingtolayersmate·rial．WhenlaminationthicknessislessthanlOmm，drillingholessystemusesacontinuousmanne

7、r,anddrillingholesselecttheprocessparametersofthetitaniumalloy．Keywords：RobotAutomatiedrillingholesDrillingparameterLaminatedmemberDol：10．16080／j．issnl671-833x．2015．21．100100航空制造技术·2015年第21期新一代飞机研制具备隐身、多品种、长寿命、小批量、轻质和高效等特点【l】。隐身要求飞机表面质量高，因而对装配中锪窝深度控制提出了较为苛刻要求；长寿命对装配钻孑L质量特别

8、是孑L的垂直度提出了较高要求；轻质使飞机中钛合金用量大幅度增加，导致装配制孑L难度加大。为适应新型飞机的制造需求，手工制孑L难以满足现代化飞机制造需求口】，国内外学者主要围绕自动制孔技术进行了大量研究工作，其研究重点多集中于制孑L装备和制孔工艺对孔加工质量、疲劳寿命及毛刺生成控制等方面，如徐红炉、刘军等吲分析研究了采用Winslow制孔工艺可较明显地提高紧固孔的疲劳寿命和降低分散性，并能使裂纹扩展区疲劳条带变窄。刘军、刘勇俊等[4-5]利用有限元法分析了孔的圆度、表面粗糙度及孔口划伤等加工质量指标对孔疲劳寿命的影响。鉴于缺少基于机器人自动制

9、孑L系统，不同叠层构件钻削工艺参数方面的系统研究，合理制孔工艺参数是实现钻孔自动化的基础，本文以铝铝、钛钛和钛铝3种典型叠层构件为研究对象，研究了机器人自动制孔系统钻削工艺参数优