飛機(jī)自動(dòng)鉆鉚技術(shù)研究現(xiàn)狀及其關(guān)鍵技術(shù)*

喻 龍 ，章易鐮 ，王宇晗 ，劉 鋼

（1.上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，上海 200240;2.上海拓璞數(shù)控科技有限公司，上海 201111）

飛機(jī)壁板的連接質(zhì)量對(duì)飛機(jī)的氣動(dòng)外形及其疲勞壽命有至關(guān)重要的影響[1]，鉚接作為一種傳統(tǒng)的機(jī)械連接技術(shù)，由于其連接可靠、質(zhì)量輕、成本低等特點(diǎn)被廣泛用于航空航天領(lǐng)域[2]，因此鉚接質(zhì)量對(duì)飛機(jī)的安全性能有重要的影響。1988年阿羅哈航空243號(hào)班機(jī)事故（Aloha Airlines Flight 243 incident）發(fā)生的主要原因之一就在于鉚接結(jié)構(gòu)的疲勞失效[3]。影響鉚接質(zhì)量的主要因素有兩個(gè)：制孔與鉚接。據(jù)統(tǒng)計(jì)，70%的飛機(jī)機(jī)體疲勞失效事故源于結(jié)構(gòu)連接部件的疲勞失效，其中80%的疲勞裂紋發(fā)生于連接孔處[4]。傳統(tǒng)的手工制孔質(zhì)量一致性差，效率低，制孔精度難以保證，鉚接連接件的質(zhì)量受鉚接方法、鉚接干涉量及鉚釘種類(lèi)等多種因素的影響。手工鉚接所提供的鉚接力小，鐓頭尺寸難以控制，成形后鉚釘釘桿膨脹量分布不均勻，無(wú)法實(shí)現(xiàn)均勻干涉配合鉚接。

采用自動(dòng)鉆鉚技術(shù)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)壁板的制孔和鉚接是提高飛機(jī)裝配質(zhì)量與效率的有效途徑[5]。資料顯示，手工鉆鉚效率平均為15s/釘，自動(dòng)鉆鉚效率最快能達(dá)到3s/釘，效率提高5倍；手工鉚接鐓頭高度公差為±0.5mm，自動(dòng)鉆鉚所形成鐓頭高度公差能達(dá)到±0.05mm，精度提高10倍。自動(dòng)鉆鉚設(shè)備按結(jié)構(gòu)形式可分為龍門(mén)式自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)、C型架式自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)以及機(jī)器人自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)。前兩種設(shè)備剛性好，精度高，提供的鉚接力大，可用于開(kāi)敞性好的大型結(jié)構(gòu)件的自動(dòng)鉆鉚；……