飞机总装自动化制孔预装配紧固件安装位置优化.pdf

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1、第44卷增刊2012年4月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics＆AstronauticsV01．44No．SApt．2012飞机总装自动化制孔预装配紧固件安装位置优化曾长1王珉1陈文亮1余路2王宇波2(1．南京航空航天大学机电学院，南京，210016；2．上海飞机制造有限公司航空制造技术研究所，上海，200436)摘要：首先针对耒型号飞机机身段时接处典型位置廷立了有限元分析模型，分析了不同单向压紧力下各钻孔部位每层贴夸面问隙的变化．然后研究在同一单向压繁力作用下，3种不同预装配紧目件安装位王情况对各钻孔部位贴合面闾隙的影响，得到

2、了最优的预装配紧固件安蓑位置。关键词：飞机蓑配，谖装配紧固件；单向压紧；毛刺；有限元分析中图分类号：V262．4文献标识码：A文章编号：1005-2615(2012)S-0009-06OptimizationofTackFastenerInstallPositionforAutomaticsDrillingofAircraftFinalAssemblyZengChan91，WangMinl，ChenWenlian91，YuLu2，WangYub02(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NaniingUniversityofAerona

3、utics＆Astronautics，Nanjing，210016，China2．InstituteofAeronauticalManufacturingTechnology，ShanghaiAircraftManufacturingCo．Ltd．，Shanghai，200436，China)Abstract：Afiniteelementanalysis(FEA)modelisbuiltforacaseoftypicallocationformiddle—fuselageandmiddle—alterfuselagesectionassembly．Then，theinfluenceofpr

4、essureoninterlacialclearanceisanalyzedbasedontheFEAmodel．Finally，thetackfastenerinstallpositionisoptimizedbyanalyzingtheeffectsofthreedifferentinstallpositionsontheinerfaeialclearance．Keywords：aircraftassembly；tackfasteners；one—sidepressure；burr；finiteelementanalysis贴合面毛刺的控制是自动化制孔工艺中的关键技术。对飞机装配过程中

5、连接件的装配质量、精度、效率有很大的影响．目前主要通过局部施加压紧力来克服贴合面的分离，从而有效减少贴合面毛刺的产生[1⋯。由于飞机装配过程中对装配柔性的需求，当前轻型自动化装配系统(如自主移动式轻型自动化装配系统)得到了很大的发展，主要应用于机身段对接中。轻型自动化装配系统通过单向压紧装置在保证加工柔性需求的同时也提供了满足工艺需求的压紧力。当前，单向压紧情况下贴合面毛刺的控制技术已在国外最新机型如渡音787，A350中得到应用，而国内对这方面的研究开展得很少，由于结构和载荷的复杂性，造成了理论解法的困难，目前最主要的技术手段是通过试验来确定。数值计算理论和技术的应用，使其成为各类工程问

6、题分析计算经常采用的方法，为减少实验数量，同时缩减时间成本，本文拟应用有限元法展开单向压紧情况下贴合面毛刺控制技术的研究，针对具体的产品结构，建立制孔部位的有限元模型，深入分析了压紧力的变化和预装配紧固件的安装位置对贴合面贴合情况的影响．基金项目：南京航空航天大学基本科研业务费专项科研(NS2010137)资助项目．收稿日期：2011—10-20；修订日期：2012—02一lO通讯作者：陈文亮。男，教授，博士生导师，1966年生，E—mail：cwlme@nnaa．edu．cn．10南京航空航天大学学报第44卷l飞机装配单向压紧自动化无毛刺制孔技术在飞机结构连接件上制孔时，由于零部件本身结

7、构刚性弱的特点、零部件表面的容差以及制孔时钻头轴向力的作用，零部件贴合面将会发生分离，产生与出口毛刺性质相似的毛刺，同时产生的切屑可能进入到夹层中，如图1(a)所示，引起寿命降低。传统的手工制孔方法中，制初孔后通过把零件拆开去毛刺和切屑，达到零部件钻孔位置贴合面无毛刺[13的工艺要求。由于这种方法无法满足装配自动化的要求，因此在自动化制孔工艺中，通过在钻孔位置局部施加压紧力来克服贴合面的分离，从而有效减少贴合面毛刺和切屑