螺旋銑制孔終端執(zhí)行器的研究及其應(yīng)用.pdf

1、當(dāng)今航空航天工業(yè)迅速發(fā)展，鈦合金、碳纖維復(fù)合材料等新型材料大量應(yīng)用，由于鈦合金硬度高，在用傳統(tǒng)的鉆孔方法加工時(shí)，會(huì)使刀具磨損加快，刀具耐用度降低，并產(chǎn)生較大的出口毛刺;鉆削碳纖維復(fù)合材料時(shí)較大的切削力易使材料產(chǎn)生分層、撕裂等缺陷，加工質(zhì)量難以保證，所以需要有一種新的制孔技術(shù)來(lái)滿足鈦合金、碳纖維復(fù)合材料的加工要求。與傳統(tǒng)鉆削技術(shù)相比，螺旋銑技術(shù)制孔精度高、軸向切削力小且制孔生成的切屑呈顆粒狀，所以使用螺旋銑技術(shù)制高精度孔有很大優(yōu)勢(shì)。本文中

2、設(shè)計(jì)了一種基于螺旋銑技術(shù)的終端執(zhí)行器，并對(duì)其在鈦合金、碳纖維復(fù)合材料及其疊層材料上制孔的可行性進(jìn)行了研究。
　　鉚釘、螺栓是當(dāng)前飛機(jī)裝配的主要連接方式，鉚釘孔、螺栓孔的加工效率和質(zhì)量直接決定著飛機(jī)裝配的效率和飛機(jī)連接強(qiáng)度。本文首先對(duì)當(dāng)前廣泛應(yīng)用的鉆孔技術(shù)進(jìn)行了介紹，指出當(dāng)前的鉆孔技術(shù)在應(yīng)用中所面臨的缺陷和不足之處，同時(shí)詳細(xì)描述了螺旋銑制孔技術(shù)的制孔范圍、制孔原理及相對(duì)傳統(tǒng)制孔所特有的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)當(dāng)前螺旋銑制孔技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行

3、了闡述，提出了本文的研究?jī)?nèi)容和研究方案。
　　為了解決在碳纖維復(fù)合材料、鈦合金上制螺栓孔時(shí)遇到的制孔困難問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種螺旋銑制孔終端執(zhí)行器，該執(zhí)行器包括刀具自轉(zhuǎn)單元、刀具公轉(zhuǎn)單元、刀具徑向偏移單元、軸向進(jìn)給單元和底座壓腳單元，對(duì)各部分的結(jié)構(gòu)及功能進(jìn)行了詳細(xì)描述，并對(duì)執(zhí)行器上的三個(gè)伺服電機(jī)在功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩三方面的可用性進(jìn)行了校核。
　　螺旋銑技術(shù)是刀具自轉(zhuǎn)、進(jìn)給的同時(shí)并做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的一種制孔方式，為了更方便的優(yōu)化各個(gè)加工

4、參數(shù)，本文對(duì)螺旋銑技術(shù)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)進(jìn)行了分析和計(jì)算，螺旋銑刀具有端部和外圍兩種切削刃，所以在螺旋銑制孔過(guò)程中刀具有兩個(gè)加工區(qū)域，一個(gè)是鉆削區(qū)域，另一個(gè)是銑削區(qū)域，本文對(duì)兩個(gè)區(qū)域中刀具公轉(zhuǎn)一周的制孔深度進(jìn)行了求解，并根據(jù)制孔深度求解出了銑削量和鉆削量的比例，可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)制孔加工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，改善制孔質(zhì)量。
　　在以上螺旋銑終端執(zhí)行器設(shè)計(jì)、螺旋銑運(yùn)動(dòng)分析的基礎(chǔ)上，利用工業(yè)機(jī)器人配以設(shè)計(jì)的螺旋銑制孔終端執(zhí)行器，在鈦合金、碳纖維復(fù)