飞机壁板自动钻铆中预连接工艺和铆接变形研究
发布时间：2022-01-03 06:18
自动钻铆机在飞机壁板的数字化装配中应用广泛。在自动钻铆前,蒙皮和长桁首先通过一定数量的临时紧固件进行预连接,以起到确定零件相对位置、减小初始装配间隙等作用。目前预连接布局多依赖人工经验确定,由于缺乏理论指导和过于保守,往往存在间隙抑制效果难以预测、局部刚度增强机理不明晰和装配效率低等问题。在后续的自动化钻铆阶段,大量铆接局部残余应力场的有序排列和叠加也会导致铆接结构件的整体延展和翘曲,影响壁板的尺寸控制及装配协调性,导致在后续装配过程中修配工艺的引入以及潜在的强迫装配。本文针对飞机壁板自动化钻铆中的上述工艺问题展开深入的理论研究,为提高壁板自动化钻铆的质量和效率提供相关理论支持和解决方法。本文的主要内容包括:第一章介绍了国内外飞机数字化装配系统的发展情况,以及飞机壁板装配中预连接和自动钻铆的相关工艺研究现状,指出飞机自动化钻铆过程中存在的工艺问题,结合实际的工程需求,阐述了论文的研究意义及内容。第二章基于蒙皮长桁预连接过程分析提出了一种等效的间隙装配模型,通过采用实测的初始间隙分布和零件的初始刚度矩阵作为输入,在保留了蒙皮长桁上关键特征节点的几何和力学信息的基础上,通过求解等效系统的最...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１浙江大学研发的若干飞机数字化装配系统??在飞机装配过程中，壁板组件装配是至关重要的环节之一
体模型当中，作为唯一的制造依据［６４］改变了以往依据三维模型、二维图纸进行??产品装配工艺设计的做法。??数字化装配工艺设计基于产品的数字化三维模型定义（数据结构如图１．２所??示），通过建立满足协调要求的三维数字样机和数字化标准工装，依据产品的装??配工艺流程，建立三维数字化装配工艺模型，并通过虚拟装配环境实现对装配工??艺过程的模拟仿真和虚拟装配验证。国外波音７８７客机的研制过程中大量釆用基??于模型的定义技术，提高了信息传递效率，进一步优化了设计过程，并促进了并??行研制工作的展开［６４］。国内Ｃ９１９客机采用ＭＢＤ数字化产品定义后，在工艺设??计效率方面较之前项目提升了约３０％，在工艺设计质量方面，项目试制过程中因??工艺原因造成的质量问题下降了?４０°／Ｊ６５，６６ｌ??生命周期维??产口ｎ结构层次维??产品层＼??部件层Ｙ?工艺??组件层Ｙ?分??本１??结构化数％??非结雛数＼??版本维??＞?位置《??数据类型维?＼??控制位置维??图１．２产品数字化定义的数据模型［｜２］??（２）柔性装配工装??柔性装配工装是基于产品数字量尺寸协调体系的可重组的模块化、自动化装??配工装系统［６７］。柔性装配工装的采用免除了设计和制造各种飞机结构装配专用??的传统型架和夹具［６８］，从而降低了工装制造成本，缩短了工装的准备周期，大??幅度提高了装配生产效率。在壁板组件类装配阶段
体模型当中，作为唯一的制造依据［６４］改变了以往依据三维模型、二维图纸进行??产品装配工艺设计的做法。??数字化装配工艺设计基于产品的数字化三维模型定义（数据结构如图１．２所??示），通过建立满足协调要求的三维数字样机和数字化标准工装，依据产品的装??配工艺流程，建立三维数字化装配工艺模型，并通过虚拟装配环境实现对装配工??艺过程的模拟仿真和虚拟装配验证。国外波音７８７客机的研制过程中大量釆用基??于模型的定义技术，提高了信息传递效率，进一步优化了设计过程，并促进了并??行研制工作的展开［６４］。国内Ｃ９１９客机采用ＭＢＤ数字化产品定义后，在工艺设??计效率方面较之前项目提升了约３０％，在工艺设计质量方面，项目试制过程中因??工艺原因造成的质量问题下降了?４０°／Ｊ６５，６６ｌ??生命周期维??产口ｎ结构层次维??产品层＼??部件层Ｙ?工艺??组件层Ｙ?分??本１??结构化数％??非结雛数＼??版本维??＞?位置《??数据类型维?＼??控制位置维??图１．２产品数字化定义的数据模型［｜２］??（２）柔性装配工装??柔性装配工装是基于产品数字量尺寸协调体系的可重组的模块化、自动化装??配工装系统［６７］。柔性装配工装的采用免除了设计和制造各种飞机结构装配专用??的传统型架和夹具［６８］，从而降低了工装制造成本，缩短了工装的准备周期，大??幅度提高了装配生产效率。在壁板组件类装配阶段
【参考文献】：
期刊论文
[1]CFRP复合材料/钛合金叠层螺旋铣孔工艺[J]. 董辉跃,陈光林,周兰,何凤涛,刘顺涛. 复合材料学报. 2017(03)
[2]预连接工艺对壁板动态特性的影响分析[J]. 曲巍崴,卢贤刚,杨迪. 浙江大学学报(工学版). 2017(02)
[3]自动钻铆:飞机制造的好帮手[J]. 刘登伟. 大飞机. 2016(04)
[4]叠层结构机器人制孔压紧力预测[J]. 陈威,朱伟东,章明,赵健冬,梅标. 浙江大学学报(工学版). 2015(12)
[5]机器人制孔姿态优化与光顺[J]. 黄奇伟,章明,曲巍崴,卢贤刚,柯映林. 浙江大学学报(工学版). 2015(12)
[6]飞机叠层结构预联接工艺优化[J]. 毕运波,吴原骅,朱伟东,沈立恒,黄稳,朱宇. 浙江大学学报(工学版). 2015(11)
[7]环形轨自动化制孔系统孔位修正方法[J]. 毕运波,涂国娇,方伟,沈立恒,李汝鹏. 浙江大学学报(工学版). 2015(10)
[8]飞机数字化装配技术发展与展望[J]. 梅中义,黄超,范玉青. 航空制造技术. 2015(18)
[9]从A380装配看宽体客机的数字化装配技术[J]. 王建华. 航空制造技术. 2015(04)
[10]机器人自动化制孔系统[J]. 毕运波,李永超,顾金伟,郭英杰,闻立波,汪少斌,黄红. 浙江大学学报(工学版). 2014(08)
博士论文
[1]卧式双机联合自动钻铆系统空间定位精度保障技术研究[D]. 赵丹.浙江大学 2018
[2]CFRP/Ti复合结构螺旋铣孔自动控制技术研究[D]. 潘泽民.浙江大学 2016
[3]双机器人气动铆接若干关键技术及其在机身壁板装配中的应用[D]. 宦红伦.浙江大学 2016
[4]飞机数字化装配调姿工装系统设计[D]. 盖宇春.浙江大学 2013
硕士论文
[1]面向自动化制孔的飞机叠层结构预连接工艺优化[D]. 吴原骅.浙江大学 2015
[2]机器人叠层制孔压紧力优化[D]. 陈威.浙江大学 2015
[3]航空材料自动化精密制孔工艺研究[D]. 孙鑫.南京航空航天大学 2014
[4]飞机壁板件装配偏差的刚柔结合建模与工艺优化方法[D]. 靳思源.上海交通大学 2013
[5]工业机器人精确制孔试验研究[D]. 曹国顺.浙江大学 2012
本文编号：3565737
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１浙江大学研发的若干飞机数字化装配系统??在飞机装配过程中，壁板组件装配是至关重要的环节之一
体模型当中，作为唯一的制造依据［６４］改变了以往依据三维模型、二维图纸进行??产品装配工艺设计的做法。??数字化装配工艺设计基于产品的数字化三维模型定义（数据结构如图１．２所??示），通过建立满足协调要求的三维数字样机和数字化标准工装，依据产品的装??配工艺流程，建立三维数字化装配工艺模型，并通过虚拟装配环境实现对装配工??艺过程的模拟仿真和虚拟装配验证。国外波音７８７客机的研制过程中大量釆用基??于模型的定义技术，提高了信息传递效率，进一步优化了设计过程，并促进了并??行研制工作的展开［６４］。国内Ｃ９１９客机采用ＭＢＤ数字化产品定义后，在工艺设??计效率方面较之前项目提升了约３０％，在工艺设计质量方面，项目试制过程中因??工艺原因造成的质量问题下降了?４０°／Ｊ６５，６６ｌ??生命周期维??产口ｎ结构层次维??产品层＼??部件层Ｙ?工艺??组件层Ｙ?分??本１??结构化数％??非结雛数＼??版本维??＞?位置《??数据类型维?＼??控制位置维??图１．２产品数字化定义的数据模型［｜２］??（２）柔性装配工装??柔性装配工装是基于产品数字量尺寸协调体系的可重组的模块化、自动化装??配工装系统［６７］。柔性装配工装的采用免除了设计和制造各种飞机结构装配专用??的传统型架和夹具［６８］，从而降低了工装制造成本，缩短了工装的准备周期，大??幅度提高了装配生产效率。在壁板组件类装配阶段
体模型当中，作为唯一的制造依据［６４］改变了以往依据三维模型、二维图纸进行??产品装配工艺设计的做法。??数字化装配工艺设计基于产品的数字化三维模型定义（数据结构如图１．２所??示），通过建立满足协调要求的三维数字样机和数字化标准工装，依据产品的装??配工艺流程，建立三维数字化装配工艺模型，并通过虚拟装配环境实现对装配工??艺过程的模拟仿真和虚拟装配验证。国外波音７８７客机的研制过程中大量釆用基??于模型的定义技术，提高了信息传递效率，进一步优化了设计过程，并促进了并??行研制工作的展开［６４］。国内Ｃ９１９客机采用ＭＢＤ数字化产品定义后，在工艺设??计效率方面较之前项目提升了约３０％，在工艺设计质量方面，项目试制过程中因??工艺原因造成的质量问题下降了?４０°／Ｊ６５，６６ｌ??生命周期维??产口ｎ结构层次维??产品层＼??部件层Ｙ?工艺??组件层Ｙ?分??本１??结构化数％??非结雛数＼??版本维??＞?位置《??数据类型维?＼??控制位置维??图１．２产品数字化定义的数据模型［｜２］??（２）柔性装配工装??柔性装配工装是基于产品数字量尺寸协调体系的可重组的模块化、自动化装??配工装系统［６７］。柔性装配工装的采用免除了设计和制造各种飞机结构装配专用??的传统型架和夹具［６８］，从而降低了工装制造成本，缩短了工装的准备周期，大??幅度提高了装配生产效率。在壁板组件类装配阶段
【参考文献】：
期刊论文
[1]CFRP复合材料/钛合金叠层螺旋铣孔工艺[J]. 董辉跃,陈光林,周兰,何凤涛,刘顺涛. 复合材料学报. 2017(03)
[2]预连接工艺对壁板动态特性的影响分析[J]. 曲巍崴,卢贤刚,杨迪. 浙江大学学报(工学版). 2017(02)
[3]自动钻铆:飞机制造的好帮手[J]. 刘登伟. 大飞机. 2016(04)
[4]叠层结构机器人制孔压紧力预测[J]. 陈威,朱伟东,章明,赵健冬,梅标. 浙江大学学报(工学版). 2015(12)
[5]机器人制孔姿态优化与光顺[J]. 黄奇伟,章明,曲巍崴,卢贤刚,柯映林. 浙江大学学报(工学版). 2015(12)
[6]飞机叠层结构预联接工艺优化[J]. 毕运波,吴原骅,朱伟东,沈立恒,黄稳,朱宇. 浙江大学学报(工学版). 2015(11)
[7]环形轨自动化制孔系统孔位修正方法[J]. 毕运波,涂国娇,方伟,沈立恒,李汝鹏. 浙江大学学报(工学版). 2015(10)
[8]飞机数字化装配技术发展与展望[J]. 梅中义,黄超,范玉青. 航空制造技术. 2015(18)
[9]从A380装配看宽体客机的数字化装配技术[J]. 王建华. 航空制造技术. 2015(04)
[10]机器人自动化制孔系统[J]. 毕运波,李永超,顾金伟,郭英杰,闻立波,汪少斌,黄红. 浙江大学学报(工学版). 2014(08)
博士论文
[1]卧式双机联合自动钻铆系统空间定位精度保障技术研究[D]. 赵丹.浙江大学 2018
[2]CFRP/Ti复合结构螺旋铣孔自动控制技术研究[D]. 潘泽民.浙江大学 2016
[3]双机器人气动铆接若干关键技术及其在机身壁板装配中的应用[D]. 宦红伦.浙江大学 2016
[4]飞机数字化装配调姿工装系统设计[D]. 盖宇春.浙江大学 2013
硕士论文
[1]面向自动化制孔的飞机叠层结构预连接工艺优化[D]. 吴原骅.浙江大学 2015
[2]机器人叠层制孔压紧力优化[D]. 陈威.浙江大学 2015
[3]航空材料自动化精密制孔工艺研究[D]. 孙鑫.南京航空航天大学 2014
[4]飞机壁板件装配偏差的刚柔结合建模与工艺优化方法[D]. 靳思源.上海交通大学 2013
[5]工业机器人精确制孔试验研究[D]. 曹国顺.浙江大学 2012
本文编号：3565737
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