机翼数字化调姿精加工系统若干关键技术研究

发布时间：2018-07-22 19:08

【摘要】：传统的机翼装配后精加工通常采用专用型架对机翼进行定位和装夹。基于模拟量协调的专用型架成本高、自动化和柔性化水平低,不适应飞机多品种、小批量生产的发展需求,实现基于数字量协调的机翼精加工方法是我国航空制造领域的发展趋势之一。本文针对机翼数字化调姿精加工过程中的支撑、定位、固持和加工等需求对精加工系统的组成、机翼支撑点的选择、数控定位器的布局和行程、辅助固持工装的结构和关键工艺参数、机翼姿态固持稳定性和交点加工工艺参数等问题进行了深入分析和系统研究,为基于数字量协调的机翼调姿精加工提供了行之有效的解决方法。主要研究内容如下:为了实现基于数字量协调的机翼调姿精加工,本文构建了以三支链并联机构为定位调姿机构的机翼数字化调姿精加工系统,分析了系统的结构组成和调姿原理,研究了定位调姿机构的自由度以及该机构的雅克比矩阵和误差模型,并通过网格搜索法构建了定位调姿机构的工作空间,为调姿精加工系统的进一步设计和分析奠定了基础。机翼定位调姿机构既是机翼姿态调整的执行机构也是定位支撑的夹具系统,为了使定位调姿机构在调姿过程中具有良好的运动性能、承载力和刚度性能并且在定位支撑过程中具有良好的稳定性,第三章分析了机翼支撑点的特点和选择原则,比较了选择不同支撑点时的各性能指标的差异,研究了支撑点位置坐标变化时定位调姿机构的各项性能指标、支撑稳定性以及综合指标的变化趋势,为机翼支撑点的选择提供了一种思路。为了降低工装成本,使一套定位调姿机构适用于多种机翼部件,需要合理规划数控定位器的布局和行程。第四章中根据每种机翼部件上的支撑点位置计算出满足调姿需求的定位器布局和行程,然后以设计和制造成本为优化目标,通过遗传算法求解出同时满足多种机翼部件调姿需求的定位器布局和行程的最优解,为数控定位器的布置和尺寸设计提供了理论基础。为了提高基于离散点定位支撑的机翼部件的姿态固持稳定性,设计并制造了一种用于增加机翼固持力的辅助固持工装。第五章首先比较并选择了辅助固持工装中所采用的各项技术手段,研究了辅助固持工装的结构特点和布局,其次分析了采用多个小尺寸吸盘结构形式的必要性,然后通过理论分析和试验研究确定了辅助固持工装的关键工艺参数,最后分析了辅助固持工装在提升机翼姿态固持稳定性方面所起的作用。结果表明,辅助固持工装对机翼的姿态固持稳定性有较好的提升,为机翼的可靠固持提供了一种新的思路和方法。为了有效分析机翼调姿精加工系统对于机翼交点精加工的影响,第六章利用有限元技术比较了有、无辅助固持工装时机翼部件在加工状态下的固有频率,研究了有、无辅助固持工装作用时不同频率、不同大小以及不同方向的切削力对机翼交点精加工时的振幅变化,定性分析了辅助固持工装在机翼加工振动中的作用,最后通过镗孔和铣面等试验分析了精加工的工艺参数,为机翼交点精加工工艺参数的选择提供了参考。最后,第七章对本文的研究内容和创新点进行了归纳和总结,并对有待进一步研究的内容进行了展望。
[Abstract]:In order to improve the attitude and stability of wing parts based on digital quantity coordination , this paper studies the characteristics and selection principles of wing support points . Finally , Chapter 7 summarizes and summarizes the research content and innovation points of this paper , and looks forward to the content to be further studied .
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：V262

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