螺旋銑制孔終端執(zhí)行器的研究及其應用.pdf

1、當今航空航天工業(yè)迅速發(fā)展，鈦合金、碳纖維復合材料等新型材料大量應用，由于鈦合金硬度高，在用傳統(tǒng)的鉆孔方法加工時，會使刀具磨損加快，刀具耐用度降低，并產(chǎn)生較大的出口毛刺;鉆削碳纖維復合材料時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來滿足鈦合金、碳纖維復合材料的加工要求。與傳統(tǒng)鉆削技術相比，螺旋銑技術制孔精度高、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制高精度孔有很大優(yōu)勢。本文中

2、設計了一種基于螺旋銑技術的終端執(zhí)行器，并對其在鈦合金、碳纖維復合材料及其疊層材料上制孔的可行性進行了研究。
　　鉚釘、螺栓是當前飛機裝配的主要連接方式，鉚釘孔、螺栓孔的加工效率和質(zhì)量直接決定著飛機裝配的效率和飛機連接強度。本文首先對當前廣泛應用的鉆孔技術進行了介紹，指出當前的鉆孔技術在應用中所面臨的缺陷和不足之處，同時詳細描述了螺旋銑制孔技術的制孔范圍、制孔原理及相對傳統(tǒng)制孔所特有的優(yōu)點，并對當前螺旋銑制孔技術的國內(nèi)外發(fā)展狀況進行

3、了闡述，提出了本文的研究內(nèi)容和研究方案。
　　為了解決在碳纖維復合材料、鈦合金上制螺栓孔時遇到的制孔困難問題，本文設計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、軸向進給單元和底座壓腳單元，對各部分的結(jié)構(gòu)及功能進行了詳細描述，并對執(zhí)行器上的三個伺服電機在功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩三方面的可用性進行了校核。
　　螺旋銑技術是刀具自轉(zhuǎn)、進給的同時并做公轉(zhuǎn)運動的一種制孔方式，為了更方便的優(yōu)化各個加工

4、參數(shù)，本文對螺旋銑技術中的運動學知識進行了分析和計算，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程中刀具有兩個加工區(qū)域，一個是鉆削區(qū)域，另一個是銑削區(qū)域，本文對兩個區(qū)域中刀具公轉(zhuǎn)一周的制孔深度進行了求解，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)計算結(jié)果對制孔加工參數(shù)進行優(yōu)化，改善制孔質(zhì)量。
　　在以上螺旋銑終端執(zhí)行器設計、螺旋銑運動分析的基礎上，利用工業(yè)機器人配以設計的螺旋銑制孔終端執(zhí)行器，在鈦合金、碳纖維復