[发明专利]一种叠层构件钻孔参数优化方法及装置

说明书

本发明公开了一种叠层构件钻孔参数优化方法及装置，该方法包括：获取切削声音；将切削声音与预先存储的第一声音库中的声音进行匹配，确定钻头在叠层构件中的位置；第一声音库包括钻头在叠层构件中的每层材料钻孔时发出的声音以及材料过渡层钻孔时发出的声音；将切削声音与预先存储的第二声音库中的声音进行匹配，确定钻头的磨损状态；第二声音库包括未磨损的钻头在叠层构件钻孔时发出的声音和磨损的钻头在叠层构件钻孔时发出的声音；根据钻头在叠层构件中的位置以及钻头的磨损状态，调整钻孔加工参数。采用本发明提供的方法或装置能够根据准确获取的钻头的实际位置及钻头的磨损状态调整钻孔加工参数，提供叠层构件钻孔的精度。

技术领域

本发明涉及叠层材料加工领域，特别是涉及一种叠层构件钻孔参数优化方法及装置。

背景技术

碳纤维复合材料、钛合金等材料在飞机制造领域内被广泛使用。大量的碳纤维复合材料零件、钛合金零件及铝合金零件等轻质合金均需要通过紧固件连接装配在一起以增强其材料性能。在飞机装配中，铆接和螺纹连接约占结构连接形式的70％以上。一架F16战机有4万个连接孔，一架波音747客机有300多万个连接孔。因此，孔加工在飞机装配中占有非常重要的地位。为了避免加工误差、板壁变形的影响，需要提高连接孔的位置精度，通常将具有装配关系的零件预先装夹在一起，然后一次性钻孔。然而，由于碳纤维增强复合材料和钛合金具有截然不同的材料属性，传统的单一参数钻孔工艺不能保证叠层材料钻孔的精度要求。

发明内容

本发明的目的是提拱了一种叠层构件钻孔参数优化方法及装置，能够准确判断钻头的实际位置及钻头磨损状态，并根据钻头的实际位置及钻头磨损状态，调整钻孔加工参数，提供叠层构件钻孔的精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种叠层构件钻孔参数优化方法，所述叠层构件钻孔参数优化方法包括：

获取切削声音；所述切削声音为钻头在叠层构件钻孔时发出的声音；所述叠层构件为两种及两种以上不同的材料叠加而成的；

将所述切削声音与预先存储的第一声音库中的声音进行匹配，确定所述钻头在所述叠层构件中的位置；所述第一声音库包括钻头在所述叠层构件中的每层材料钻孔时发出的声音以及材料过渡层钻孔时发出的声音；所述材料过渡层为不同材料的接触层；

将所述切削声音与预先存储的第二声音库中的声音进行匹配，确定所述钻头的磨损状态；所述第二声音库包括未磨损的所述钻头在所述叠层构件钻孔时发出的声音和磨损的所述钻头在所述叠层构件钻孔时发出的声音；

根据所述钻头在所述叠层构件中的位置以及所述钻头的磨损状态，调整钻孔加工参数。

本发明还提供了一种叠层构件钻孔参数优化装置，所述叠层构件钻孔参数优化装置采用叠层构件钻孔参数优化方法，所述叠层构件钻孔参数优化装置设置在数控铣床的工作台上，所述数控铣床的主轴上安装钻头；所述叠层构件钻孔参数优化装置包括声音接收器、声音传输器以及控制器；

所述声音接收器固定在所述工作台上，且位于所述叠层构件的钻孔位置的一侧；所述声音接收器用于接收所述钻头在所述叠层构件钻孔时发出的切削声音；

所述声音传输器，与所述声音接收器连接，用于传输所述切削声音；

所述控制器内存储第一声音库和第二声音库；所述第一声音库包括钻头在所述叠层构件中的每层材料钻孔时发出的声音以及材料过渡层钻孔时发出的声音；所述材料过渡层为不同材料的接触层；所述第二声音库包括未磨损的所述钻头在所述叠层构件钻孔时发出的声音和磨损的所述钻头在所述叠层构件钻孔时发出的声音；

所述控制器，与所述声音传输器、所述数控铣床均连接，用于根据获取的所述切削声音与所述第一声音库存储的声音、所述第二声音库存储的声音，确定所述钻头在所述叠层构件中的位置以及所述钻头的磨损状态；