大尺寸薄壁工件是航空航天制造领域的一类典型工件,是飞行器外壳、翼板以及火箭外壳的主要结构形式。它主要由蒙皮、桁架和角铁通过配钻,由铆钉铆接装配形成。整个铆接过程铆钉数目多,要求有较高的工件定位精确度和装配效率,传统的装配方式已经不能满足要求,需要采用自动化程度高的自动钻铆机来完成此类工件的装配。本文介绍了课题的选题背景及来源,在综述了国内、外铆接与自动钻铆技术的研究和发展现状的基础上,阐明了课题的选题意义。主要研究内容围绕以下几个方面展开:首先,对本自动钻铆机进行总体方案的设计。根据各工艺流程要求,将整个设备分为三部分功能模块:钻铆部分、自动送料系统以及托架部分。根据待装配大尺寸薄壁工件的几何形状、尺寸以及装配要求,进行整体布局结构设计。然后根据确定的总体方案,进行钻铆部分的设计。由铆接强度要求,确定铆钉的各个参数;根据确定的参数分别进行钻孔装置与铆接装置的设计;采用液压铆接方式,完成整个铆接液压系统的参数设计;同时对主要受力部件动、静铆头和悬臂梁进行有限元分析,确定强度的薄弱环节并进行优化设计。设计一种全自动的铆钉送料系统,该系统仅在初始位置需要人工将一定量的铆钉放入送料斗中,此后的整个送钉、排钉与定位过程皆不需要人工参与,能够完成全自动化的铆钉传输、排列,定位与压紧。利用销齿传动原理,设计该自动钻铆机的托架部分,在完成销齿强度校核的基础上,进行齿轮电机的选型,并根据托架的最大受力状态进行有限元分析,优化托架结构。在上述三部分机械机构设计过程中,完成各组成部分参数设计后,利用Pro/E软件进行本自动钻铆机的三维实体建模,虚拟装配,运动学仿真;并利用Pro/Mechanica完成各关键受力部件的有限元分析与强度、形变分析,根据分析结果进行优化设计。最后,对本自动钻铆机设计、校核计算以及优化分析过程中产生的问题和不足之处进行了讨论和分析;结合后续的研究方向,为下一步研究工作的进行提出了展望。