预压紧力下叠层铝合金钻孔层间毛刺试验研究

航空航天部件制造和装配中,叠层材料得到了广泛的使用。叠层材料通常使用钻削方式进行制孔。钻孔过程中产生的层间毛刺严重影响装配的质量,去除层间毛刺消耗额外的时间和成本。在可控环形预压紧力的作用下,对7075-T6和2024-T3铝合金薄板组成的叠层材料进行干式钻削试验。利用共聚焦显微镜测量了在不同压紧力大小条件下层间毛刺的尺寸参数。试验表明,通过施加预压紧力能够显著抑制层间毛刺的高度。随着压紧力的不断增大,预压紧力对层间毛刺高度的进一步抑制效果减弱。同时发现,预压紧力对毛刺厚度和毛刺根厚度的影响并不十分显著。最后根据最大允许毛刺高度选择可采用的压紧力大小区间。

层叠铝合金钻削层间毛刺试验研究

在飞机、火箭和卫星等航空航天件部件装配制造过程中,层间毛刺严重影响了装配质量及装配效率。利用田口正交试验方法,通过对铝合金2024-T3和7075-T6组成的叠层材料进行干式钻削试验。在工件不发生塑性扰曲变形的前提下,分析了叠层顺序、预加载压紧力、进给量和钻速对层间毛刺的影响。试验表明,叠层顺序、钻削参数对层间毛刺的影响显著,预加载压紧力的施加可以有效的抑制层间毛刺的产生和大小。

基于不同压紧条件下叠层材料制孔层间毛刺的试验研究

分析了叠层间毛刺的形成机理,设计了不同的压紧方式对叠层材料的制孔试验,探讨了压紧方式对于层间毛刺特征的影响。研究发现,双侧压紧制孔的层间毛刺高度明显小于单侧压紧制孔毛刺高度,原因在于双侧压紧制孔时压紧力抑制叠层间毛刺形成的作用方式主要是抑制流动力作用下的额外间隙,而单侧压紧中压紧力抑制叠层间毛刺形成的作用方式包括抑制轴向力造成的初始间隙和流动力造成的额外间隙。

铝合金叠层板钻削层间毛刺高度预测模型

叠层构件制孔容易生成层间毛刺,严重影响加工质量和效率。为了探究层间毛刺生成过程,预测毛刺高度,提出有效控制层间毛刺的工艺方法,该文首先通过实验建立钻削轴向力经验公式,然后采用有限元方法计算单层板在理论钻削力下的变形量,进而预测层间毛刺生成初始位置,最后运用能量法建立叠层钻削层间毛刺高度理论模型。应用硬质合金麻花钻在铝合金叠层试件上开展钻削实验,结果表明:理论模型能够有效地预测层间毛刺高度,揭示进给量和层间间隙对层间毛刺的影响规律,有助于优化叠层钻削工艺参数。

基于有限元法的叠层薄壁工件自动化制孔压紧力预测

针对实验法选择合适压紧力时间周期长、成本高的问题,分析叠层薄壁工件层间毛刺的产生原理,利用简化的梁模型研究压紧力对层间间隙的影响。根据层间毛刺和层间间隙的关系,融合有限元仿真和函数拟合,提出基于有限元的压紧力理论预测方法,以实现制孔压紧力的快速准确预测。采用理论预测的压紧力进行2024叠层铝板制孔实验。研究结果表明:构建的层间毛刺高度模型预测误差在10%以内,实验孔的层间毛刺高度小于0.1 mm,达到"无毛刺"的制孔要求,为自动化制孔压紧力的选择提供了理论参考。