飞机大型结构件自适应装夹装置设计

发布时间：2017-09-23 04:41

  本文关键词：飞机大型结构件自适应装夹装置设计

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【摘要】：结合国家自然科学基金、国家重大科技专项和航空制造企业的实际需求,针对飞机结构件加工尺寸大、壁厚薄、材料去除率高、加工易变形的问题,本文设计了能够减少零件加工变形的自适应装夹装置,论文的主要成果如下:(1)对飞机结构件数控加工装夹需求进行调研。调研表明:飞机结构件尺寸大、壁厚薄、材料去除率高、加工易变形;装夹是影响加工变形的重要因素,现有的固定装夹加工模式下零件变形量大,难以满足飞机结构件加工质量要求,对装夹装置的研究提出了迫切需求。(2)设计了一种在加工过程中允许工件变形的自适应装夹装置。给出了自适应装夹装置主要功能模块的结构设计方法,选用典型飞机结构件进行了装夹装置的实例设计,依据零件毛坯自重给出了夹具主要参数校核方法,为实现飞机结构件的自适应加工奠定了基础。(3)提出了自适应装夹装置的控制方法。建立了自适应装夹装置控制机制,给出了零件加工状态监测方法、零件变形释放方法、零件变形监测方法、以及夹紧机构控制方法,实现了监测信号的实时传输、零件装夹状态的实时调整及零件变形的释放。(4)对飞机大型结构件自适应装夹装置进行了实验验证。开发了飞机结构件自适应加工控制软件,对自适应装夹装置进行了实验验证,结果表明本文设计的自适应装夹装置可以有效减少零件加工变形,提高零件合格率。
【关键词】：飞机机构件 加工变形 自适应装夹装置 自适应加工 变形释放
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V262
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 引言13-14
• 1.2 飞机结构件数控加工工艺概述14-16
• 1.3 相关技术研究现状16-19
• 1.3.1 飞机结构件加工变形控制研究现状16-17
• 1.3.2 飞机结构件装夹方案优化研究现状17-18
• 1.3.3 装夹装置设计研究现状18-19
• 1.4 课题来源及论文的内容安排19-21
• 第二章 飞机结构件数控加工装夹需求调研21-30
• 2.1 调研对象21-22
• 2.2 调研方式22-23
• 2.3 调研问题23-29
• 2.3.1 飞机结构件的结构特点及工艺特点23-24
• 2.3.2 飞机结构件加工变形问题调研24-27
• 2.3.3 飞机结构件典型装夹装置调研27-29
• 2.4 调研结论29-30
• 第三章 自适应装夹装置设计30-53
• 3.1 基于自适应装夹装置的加工方法30-32
• 3.2 自适应装夹装置功能设计32-33
• 3.3 自适应装夹装置结构设计33-47
• 3.3.1 自适应装夹装置定位模块设计33-35
• 3.3.1.1 自适应装夹装置定位方式33-34
• 3.3.1.2 自适应装夹装置定位模块结构设计34-35
• 3.3.2 自适应装夹装置夹紧模块设计35-41
• 3.3.2.1 夹紧机构选型37-38
• 3.3.2.2 夹紧力校核38-40
• 3.3.2.3 螺栓受力分析40-41
• 3.3.3 自适应装夹装置监测调整模块设计41-47
• 3.3.3.1 自适应装夹装置在线调整机制41-42
• 3.3.3.2 监测调整模块结构设计42-47
• 3.4 自适应装夹装置实例设计47-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第四章 自适应装夹装置控制方法53-67
• 4.1 自适应装夹装置控制机制53-56
• 4.1.1 零件加工状态监测机制54
• 4.1.2 零件变形释放机制54-56
• 4.2 自适应装夹装置监测信息获取56-59
• 4.2.1 力传感器监测信息获取58-59
• 4.2.2 位移传感器监测信息获取59
• 4.2.3 电流传感器监测信息获取59
• 4.3 自适应装夹装置运动部件控制方法59-64
• 4.3.1 零件加工状态监测方法59-60
• 4.3.2 零件变形释放控制方法60-61
• 4.3.3 零件变形监测方法61-63
• 4.3.3.1 基于位移传感器的零件变形监测机制61-62
• 4.3.3.2 基于电流传感器的零件变形监测机制62-63
• 4.3.4 夹紧机构控制方法63-64
• 4.4 自适应装夹装置控制方法实例分析64-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第五章 飞机大型结构件自适应装夹装置实验验证67-79
• 5.1 软件开发环境介绍67-68
• 5.1.1 MFC简介67
• 5.1.2 Arduino简介67
• 5.1.3 单片机简介67-68
• 5.2 基于自适应装夹装置的飞机结构件加工过程68
• 5.3 加工实例与分析68-74
• 5.3.1 飞机大型结构件自适应装夹装置69
• 5.3.2 自适应装夹装置控制软件69-72
• 5.3.3 飞机大型结构件加工过程72-74
• 5.4 实验结果分析74-78
• 5.5 本章小结78-79
• 第六章 总结与展望79-81
• 6.1 总结79-80
• 6.2 展望80-81
• 参考文献81-86
• 致谢86-87
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文87

【参考文献】

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本文编号：903268