[01506310]航空发动机Waspaloy合金机匣高精装配多簇小径螺纹铣削加工工艺技术

小直径螺纹由于其连接强度高、结构简单、装卸方便等优势,在航空发动机等高精设备中广泛应用。机匣螺纹普遍具有数量多、本体刚度低的特点。该类螺纹孔采用手动攻丝导致劳动强度大,加工质量稳定性差,一次加工合格率不足 20%,造成大量重复加工和报废。且手动攻丝的方式限制了零件全自动化生产方式的实现,大幅降低了整件加工效率。而现有螺纹铣削加工的方式适用于大直径螺纹孔加工,难以适应高温合金的小径内螺纹加工;加工过程中的刀具变形和散热困难是加工精度不达标的主要原因。因此,研究小径内螺纹在铣削加工过程中的铣削力和铣削温度的影响措施,设计改进螺纹铣刀,推荐新螺纹加工工艺,对提高微螺纹孔的加工精度、加工效率及铣削加工迈向智能制造具有重要意义。本文通过建立小径内螺纹铣削加工运动学模型,分析不同进刀过程中刀具运动轨迹;基于铣刀加工角度和切屑厚度数学模型建立螺纹铣削加工力学模型;基于切削加工流动应力控制理论和切削加工关键技术,建立热力耦合的三维全尺寸小径内螺纹铣削加工数值仿真模型。研究加工参数和刀具结构参数对铣刀磨损情况。研究螺纹加工参数和刀具结构参数对铣削力和铣削温度的影响规律。采用正交试验方法研究铣刀结构参数和铣削加工参数对铣削力和铣削温度的影响主次顺序,进行极差分析;采用非线性回归分析计算铣削力和铣削温度的数学模型;基于 Pareto 遗传算法多目标优化方法对刀具结构和加工参数优化;以设计的新螺纹铣刀刀具为载体,开发适用于高精装配小径内螺纹的配套加工工艺;并通过实验对所设计新型螺纹铣刀和加工工艺方案进行应用示范,达到了相关规定的技术指标要求。