自动连续钻孔及铆接机械装置设计(附件)
通常情况下，钻孔与铆接是在不同机械上完成的，这种加工方式下的工作效率较低。而本课题的研究目的就是将钻孔与铆接在同一机械装置上完成以提高工作效率。此设计优点是自动钻铆技术减少操作时间，自动钻铆提高制孔质量，与人工铆接相比，成本低，经济合理，通过人工与自动钻铆的比较，在安装相同数量的工件的这个方面，在耗费的时间上，我们可以看出，在同类型的工件的安装上，自动钻铆技术所节约的工时远大于人工钻铆。主要研究内容是自动钻铆系统的整体设计，钻铆工作台及其液压系统的设计。关键词 钻孔，铆接，液压装置目 录
1.引言 1
1.1自动化钻铆技术的发展 1
1.2自动化钻铆技术的应用 1
1.3自动化钻铆技术的特点 1
1.4自动化钻铆技术的优缺点 2
2.自动钻铆装置的整体设计 2
2.1 设计内容 2
2.2 整体设计 3
2.3钻孔及铆接放置装置 5
2.4支架 8
3.液压缸各项数值的计算 9
4.液压系统的设计与计算 10
4.1明确设计要求，进行工况分析 10
4.2拟定液压系统图 15
4.3液压元件的计算和选择 15
4.4液压系统性能验算 18
4.5绘制液压系统图 19
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1.引言
1.1自动化钻铆技术的发展
从70年代起，国外已经广泛使用自动钻铆技术并一直不断创新。目前，国外在军、民飞机的生产中自动钻铆的使用比例已经达到了17%和75%以上，其中包括了无头铆钉、锥形螺栓、高锁螺栓等，其中采用不可卸传剪螺栓连接可以强化孔壁。?在一些飞机上，壁板机铆已达60%～75%，其中麦道军机达到17.5%，然而全自动钻铆技术的发展还需要解决一些问题，如工件定位和校平问题等。
自动钻铆技术正往机器人、全自动钻铆机及坐标测量机组成的柔性自动化装配系统以及专用的柔性工艺装备方面发展。比如B767、B777飞机均采用了翼梁式自动装配系统，使其提高效率达十多倍，费用降低了九成，连废品率也降低了五成。因为高性能飞机对钻
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化孔壁。?在一些飞机上，壁板机铆已达60%～75%，其中麦道军机达到17.5%，然而全自动钻铆技术的发展还需要解决一些问题，如工件定位和校平问题等。
自动钻铆技术正往机器人、全自动钻铆机及坐标测量机组成的柔性自动化装配系统以及专用的柔性工艺装备方面发展。比如B767、B777飞机均采用了翼梁式自动装配系统，使其提高效率达十多倍，费用降低了九成，连废品率也降低了五成。因为高性能飞机对钻铆质量和可靠性要求的不断提高，通常的人工钻孔，铆接已不能满足要求。而采用自动化钻铆技术不仅可以提高装配的效率，改善劳动条件，降低成本，而且能保证装配质量。
1.2自动化钻铆技术的应用
自动化钻铆技术的适用领域包括了钢板，铝板等的连接。利用无铆钉连接的典型设备有:车顶窗、油箱、排气管、冰箱门、计算机壳体、车门、发动机罩壳、发动机支架、仪表框架、复印机机座、摇窗机、座椅、冷却器、消声器、保险杠、洗衣机壳体、风机壳体、车尾盖板、制动器罩壳、牙医机外壳等等。
目前，飞机制造公司都已广泛运用自动钻铆技术。如ngcad公司，他们的波音757尾段采用自动钻铆技术，在48款双曲面板的机身上的钻铆部分在整个装配系统占85%。
1.3自动化钻铆技术的特点
1.连接点牢固可靠。
2.没有原料消耗和不需要辅助材料。
3.超越了金属材质局限和厚度局限。
4.可以形成圆点和巨型点连接。
5.连接区域没有热应力。
6.不会损伤工件表面的保护层。
7.不需要预先或事后处理，允许有夹层和多层连接。
8.工作环境好，没有灰尘毒烟排放，没有噪音。
9.操作简单、消耗低、维修费少。
自动钻铆技术的发展所要解决的问题，例如工件定位和校平等。
1.4自动化钻铆技术的优缺点
自动铆接的优点
(1)自动钻铆技术减少操作时间。
①减少成孔次数，一次钻孔完成；
② 自动夹紧，减少了结构件之间的毛刺，节省了分解、去毛刺和重新安装工序的时间；
③制孔后在孔边缘处的毛刺可以减少；
(2)自动钻铆机提高制孔质量。
①制孔孔径的公差可以控制在士0．015mm之内；
②内孔表面粗糙度可以降低至Ra3．2；
③ 制孔垂直度在士0．50以内；
④制孔结构件之间的毛刺很少，控制背部毛刺可以减少降低至在0．12ram之内；
⑤孔壁无裂纹。
(3)与手工铆接相比，成本降低，经济合理，通过人工与自动钻铆安装的比较，在耗费时间这一方面，可以看出，自动钻铆技术优于人工钻铆，也就是说自动钻铆可以节约更多的工时。
自动铆接的缺点：
（1）连接钢板时，通过比较自动铆接和点焊，得出自动钻铆的抗拉强度小；
（2）铆接时，工件的尾部可能会出现突出的"铆扣”，会使铆接不够平齐；
（3）铆接压力大，设备重；
（4）铆接材料在铆接时两侧必须接触（冲头，模具），不能单面铆接。
2.自动钻铆装置的整体设计
2.1 设计内容
（1）三维环境下自动钻铆系统的整体设计。
（2）液压系统的设计。
2.2 整体设计
本课题是要设计一套连接钻孔装置和铆接装置的机械装置，拟定左边为钻孔装置，右边为铆接装置。两个装置都由液压缸控制运动，并由滑台控制上下运动，滑台上有一个托板，用来放置钻孔和铆接装置。
图1 整体图正视图
图2 整体图侧视图
图1，图2是整体设计的正视图，侧视图。
由于钻孔装置或者铆接装置可能会偏重，所以采用两个托板，中间用弹簧，可以大大减少受力。
该装置用支架固定在地上，支架底座打有直径为10毫米的通孔，共16个，再使用M10的地脚螺钉与地板连接，固定装置。
图3 完整图
图3是理想装置的完整图。
加上钻孔装置，铆接装置，以及工作台，滑台成为一个完整的自动钻孔及铆接的机械装置。但由于本课题只要求将钻孔装置与铆接装置连接在一个机械装置上，所以不考虑钻孔与铆接的内部装置，而是设计一个装置，可以将钻孔装置与铆接装置连接在一起，并且绘出液压系统原理图。
2.3钻孔及铆接放置装置
本课题只要求设计一套装置，可以将钻孔装置及铆接装置连接成一个完整的装置。虽然不需要设计钻孔装置及铆接装置的具体内容，但依旧要考虑两个装置的重量等因素，此次设计不仅要连接两个装置成为一套装置，也要考虑将两套装置放入各自的“容器”中，并且不产
1.引言 1
1.1自动化钻铆技术的发展 1
1.2自动化钻铆技术的应用 1
1.3自动化钻铆技术的特点 1
1.4自动化钻铆技术的优缺点 2
2.自动钻铆装置的整体设计 2
2.1 设计内容 2
2.2 整体设计 3
2.3钻孔及铆接放置装置 5
2.4支架 8
3.液压缸各项数值的计算 9
4.液压系统的设计与计算 10
4.1明确设计要求，进行工况分析 10
4.2拟定液压系统图 15
4.3液压元件的计算和选择 15
4.4液压系统性能验算 18
4.5绘制液压系统图 19
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1.引言
1.1自动化钻铆技术的发展
从70年代起，国外已经广泛使用自动钻铆技术并一直不断创新。目前，国外在军、民飞机的生产中自动钻铆的使用比例已经达到了17%和75%以上，其中包括了无头铆钉、锥形螺栓、高锁螺栓等，其中采用不可卸传剪螺栓连接可以强化孔壁。?在一些飞机上，壁板机铆已达60%～75%，其中麦道军机达到17.5%，然而全自动钻铆技术的发展还需要解决一些问题，如工件定位和校平问题等。
自动钻铆技术正往机器人、全自动钻铆机及坐标测量机组成的柔性自动化装配系统以及专用的柔性工艺装备方面发展。比如B767、B777飞机均采用了翼梁式自动装配系统，使其提高效率达十多倍，费用降低了九成，连废品率也降低了五成。因为高性能飞机对钻
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化孔壁。?在一些飞机上，壁板机铆已达60%～75%，其中麦道军机达到17.5%，然而全自动钻铆技术的发展还需要解决一些问题，如工件定位和校平问题等。
自动钻铆技术正往机器人、全自动钻铆机及坐标测量机组成的柔性自动化装配系统以及专用的柔性工艺装备方面发展。比如B767、B777飞机均采用了翼梁式自动装配系统，使其提高效率达十多倍，费用降低了九成，连废品率也降低了五成。因为高性能飞机对钻铆质量和可靠性要求的不断提高，通常的人工钻孔，铆接已不能满足要求。而采用自动化钻铆技术不仅可以提高装配的效率，改善劳动条件，降低成本，而且能保证装配质量。
1.2自动化钻铆技术的应用
自动化钻铆技术的适用领域包括了钢板，铝板等的连接。利用无铆钉连接的典型设备有:车顶窗、油箱、排气管、冰箱门、计算机壳体、车门、发动机罩壳、发动机支架、仪表框架、复印机机座、摇窗机、座椅、冷却器、消声器、保险杠、洗衣机壳体、风机壳体、车尾盖板、制动器罩壳、牙医机外壳等等。
目前，飞机制造公司都已广泛运用自动钻铆技术。如ngcad公司，他们的波音757尾段采用自动钻铆技术，在48款双曲面板的机身上的钻铆部分在整个装配系统占85%。
1.3自动化钻铆技术的特点
1.连接点牢固可靠。
2.没有原料消耗和不需要辅助材料。
3.超越了金属材质局限和厚度局限。
4.可以形成圆点和巨型点连接。
5.连接区域没有热应力。
6.不会损伤工件表面的保护层。
7.不需要预先或事后处理，允许有夹层和多层连接。
8.工作环境好，没有灰尘毒烟排放，没有噪音。
9.操作简单、消耗低、维修费少。
自动钻铆技术的发展所要解决的问题，例如工件定位和校平等。
1.4自动化钻铆技术的优缺点
自动铆接的优点
(1)自动钻铆技术减少操作时间。
①减少成孔次数，一次钻孔完成；
② 自动夹紧，减少了结构件之间的毛刺，节省了分解、去毛刺和重新安装工序的时间；
③制孔后在孔边缘处的毛刺可以减少；
(2)自动钻铆机提高制孔质量。
①制孔孔径的公差可以控制在士0．015mm之内；
②内孔表面粗糙度可以降低至Ra3．2；
③ 制孔垂直度在士0．50以内；
④制孔结构件之间的毛刺很少，控制背部毛刺可以减少降低至在0．12ram之内；
⑤孔壁无裂纹。
(3)与手工铆接相比，成本降低，经济合理，通过人工与自动钻铆安装的比较，在耗费时间这一方面，可以看出，自动钻铆技术优于人工钻铆，也就是说自动钻铆可以节约更多的工时。
自动铆接的缺点：
（1）连接钢板时，通过比较自动铆接和点焊，得出自动钻铆的抗拉强度小；
（2）铆接时，工件的尾部可能会出现突出的"铆扣”，会使铆接不够平齐；
（3）铆接压力大，设备重；
（4）铆接材料在铆接时两侧必须接触（冲头，模具），不能单面铆接。
2.自动钻铆装置的整体设计
2.1 设计内容
（1）三维环境下自动钻铆系统的整体设计。
（2）液压系统的设计。
2.2 整体设计
本课题是要设计一套连接钻孔装置和铆接装置的机械装置，拟定左边为钻孔装置，右边为铆接装置。两个装置都由液压缸控制运动，并由滑台控制上下运动，滑台上有一个托板，用来放置钻孔和铆接装置。
图1 整体图正视图
图2 整体图侧视图
图1，图2是整体设计的正视图，侧视图。
由于钻孔装置或者铆接装置可能会偏重，所以采用两个托板，中间用弹簧，可以大大减少受力。
该装置用支架固定在地上，支架底座打有直径为10毫米的通孔，共16个，再使用M10的地脚螺钉与地板连接，固定装置。
图3 完整图
图3是理想装置的完整图。
加上钻孔装置，铆接装置，以及工作台，滑台成为一个完整的自动钻孔及铆接的机械装置。但由于本课题只要求将钻孔装置与铆接装置连接在一个机械装置上，所以不考虑钻孔与铆接的内部装置，而是设计一个装置，可以将钻孔装置与铆接装置连接在一起，并且绘出液压系统原理图。
2.3钻孔及铆接放置装置
本课题只要求设计一套装置，可以将钻孔装置及铆接装置连接成一个完整的装置。虽然不需要设计钻孔装置及铆接装置的具体内容，但依旧要考虑两个装置的重量等因素，此次设计不仅要连接两个装置成为一套装置，也要考虑将两套装置放入各自的“容器”中，并且不产
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