用自动钻铆系统对不同材质叠层结构制孔的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及飞机制造技术领域，具体涉及一种用自动钻铆系统对不同材质叠层结 构制孔的方法。
【背景技术】
[0002] 在飞机制造中，装配连接质量直接影响飞机结构抗疲劳性能与可靠性，而飞机结 构所承载荷通过连接部位传递，形成连接处应力集中。据统计80%的疲劳裂纹产生于连接 孔处，因此连接质量极大地影响着飞机的寿命，而手工钻铆难以保证寿命要求。自动钻铆可 以很好的克服传统手工钻铆生产效率低和制孔质量难于保证的问题。
[0003] 但通过实际应用发现，因设备主轴跳动率误差、六轴综合误差、坐标精度误差以及 环境因素等影响，要在产品上钻制高精度的H9或是更高精度H8的制孔效果，显得极为困 难，使最终设备利用率受到极大影响。因此，通过配置合理的加工参数，使之实现最初的加 工目的，显得尤为重要。
[0004] 自动钻铆系统可由X轴导轨系统、KUKA机器人、单任务终端执行器、真空除肩系 统、自动钻铆控制系统、刀盘装置和离线编程系统组成；具备自动钻孔、绞孔、锪窝、换刀、排 肩、打标识点等功能。
[0005] 因自动钻铆系统采用的是机械臂式结构，其结构刚度相对于数控机床系统要差很 多，导致了其在加工的过程中，如果受到过大的切削力作用，可能会发生抖动现象，导致钻 孔质量下降；同时因自动钻铆系统的钻孔主轴的扭矩，功率等，与数控机床所使用的加工主 轴相比，都有所不如，使其无法在较高的转速与进给的情况下保证加工精度；这些由加工系 统本身所带来的不足，使得不得不从加工参数和加工流程上进行考虑，选择有别于常规数 控机床的加工参数和有针对性的加工流程，从而达到能最终满足加工要求的工艺方案。
【发明内容】
[0006] 本发明克服了现有技术的不足，提供一种用自动钻铆系统对不同材质叠层结构制 孔的方法，用于实现机器人稳定，连续，高效地加工。
[0007] 考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术 方案：
[0008] -种用自动钻铆系统对不同材质叠层结构制孔的方法，它包括：
[0009] 在使用自动钻铆系统进行试验加工之前，首先利用已有的数控加工设备进行实 验，并得出相应的实验加工参数；
[0010] 参考所述实验加工参数而将其应用于自动钻铆系统中进行制孔试验，以得出自动 钻铆系统最佳的制孔加工参数。
[0011] 为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：
[0012] 根据本发明的一个实施方案，通过已有的数控加工设备得出的相应的实验加工参 数包括：
【主权项】
1. 一种用自动钻铆系统对不同材质叠层结构制孔的方法，其特征在于它包括： 在使用自动钻铆系统进行试验加工之前，首先利用已有的数控加工设备进行实验，并 得出相应的实验加工参数； 参考所述实验加工参数而将其应用于自动钻铆系统中进行制孔试验，以得出自动钻铆 系统最佳的制孔加工参数。
2. 根据权利要求1所述的用自动钻铆系统对不同材质叠层结构制孔的方法，其特征在 于通过已有的数控加工设备得出的相应的实验加工参数包括：
3. 根据权利要求1或2所述的用自动钻铆系统对不同材质叠层结构制孔的方法，其特 征在于对于自动钻铆系统中刀径为4. 16mm的刀具的加工参数的确定包括： 首先将加工转速分为 4000rpm、4500rpm、5000rpm、5500rpm、6000rpm、6500rpm、 7000rpm、7500rpm、8000rpm，将进给速度分为 0· 04mm/rpm、0. 05mm/rpm、0. 06mm/rpm、 0· 07mm/rpm、0. 08mm/rpm、0. 09mm/rpm、0. lmm/rpm,然后试验在 4000rpm 情况下，观看不同 进给速度的钻孔质量；之后继续试验其他转速情况下不同进给速度的钻孔质量，将每次的 实验结果，以及钻孔质量做出记录，通过对比，寻找出孔壁质量、孔径精度、切肩质量较高， 出口毛刺较少的那一组参数，就是适用于4. 16刀径的机器人加工铝板的加工参数。
4. 根据权利要求3所述的用自动钻铆系统对不同材质叠层结构制孔的方法，其特征在 于应用该权利要求3所述的方法以确认加工4. 16刀径复材板，5. 05刀径铝板、复材板，6. 6 刀径铝板、复材板的自动钻铆系统加工参数。
5. 根据权利要求2所述的用自动钻铆系统对不同材质叠层结构制孔的方法，其特征在 于三种刀径的参数确定包括：在加工铝合金时，三种刀径的加工参数均为4000rpm，进给为 200mm/min ;在加工复合材料板时，三种刀径的加工参数均为3000rpm，进给为100mm/min。
6. 根据权利要求1所述的用自动钻铆系统对不同材质叠层结构制孔的方法，其特征在 于利用自动钻铆系统本身所具备的封闭区自吸尘装置、以及进给量可控装置，依据刀具上 产生铝肩的钻尖高度值，完成相应的进给量后，钻头往后退出一段距离，退刀后就形成一个 断肩过程，而在这个过程中所产生的铝肩通过刀具自带的退肩槽排出。
【专利摘要】本发明公开了一种用自动钻铆系统对不同材质叠层结构制孔的方法，它包括：在使用自动钻铆系统进行试验加工之前，首先利用已有的数控加工设备进行实验，并得出相应的实验加工参数；参考所述实验加工参数而将其应用于自动钻铆系统中进行制孔试验，以得出自动钻铆系统最佳的制孔加工参数。通过本发明的一种用自动钻铆系统对不同材质叠层结构制孔的方法，对垂尾试验件和垂尾产品进行了测试加工，加工结果符合检验要求，钻孔质量相对于人工加工也有很大提高，同时加工效率得到了显著提高，实现了垂尾部件连续，高效，高精度的加工。
【IPC分类】B23B35-00
【公开号】CN104741651
【申请号】CN201510115391
【发明人】李建川, 李辉, 侯捷
【申请人】成都飞机工业（集团）有限责任公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月17日