航空发动机机匣加工关键工艺与冷却技术研究

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1、硕士学位论文航空发动机机匣加工关键工艺与冷却技术研究研究生姓名：陈瑾导师姓名：董艇舰副教授2015年5月7日分类号：TH164密级：公开UDC：621学号：1202030中国民航大学硕士学位论文航空发动机机匣加工关键工艺与冷却技术研究研究生姓名：陈瑾导师姓名：董艇舰副教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：机械工程所在院系：航空自动化学院论文答辩日期：2015年5月7日2015年5月7日TheKeyTechnologyandCoolingTechnologyResearchofAviationEngineCa

2、singProcessingADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYCHENJinSupervisedbyProf.DONGTing-jianCollegeofAeronauticalAutomationCivilAviationUniversityofChinaMay7th,2015中国民航大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研

3、究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国民航大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：中国民航大学学位论文使用授权声明中国民航大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文

4、外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权中国民航大学研究生部办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要航空发动机机匣是飞机发动机的重要组成部分。其自身结构复杂，承受载荷大，而且作为典型的薄壁件，具有工艺复杂、制造精度高、材料加工难度大等特点。针对航空发动机机匣的生产加工，提高加工质量、降低生产成本已经成为航空企业竞争的关键。本文以典型航空发动机机匣零件的孔加工为研究对象，运用金属塑性成形仿真软件DEFORM-3D建立简化模型，结合典型机匣材料（镍基高温合金）的

5、加工特性，参考金属切削资料，以国产机床的性能参数为约束条件，确定出切削参数的优化范围。采用三因素三水平的正交实验方法进行切削仿真，分析切削速度、进给量和被吃刀量对切削力及切削温度的影响规律。通过最小误差的平方和寻找数据的最佳匹配函数，建立切削力、切削温度的经验模型，并利用F检验法验证模型的准确性。根据得到的切削力、切削温度模型，结合加工表面质量与刀具耐用度等相关约束函数，以最高生产率、最低切削温度和最优加工质量为目标函数，采用改进的遗传算法进行多目标的切削参数优化，得到Pareto空间优化解集，最终以此建立加

6、工工艺参数数据库。智能化的数据库应用有效解决了航空发动机机匣的关键工艺技术，为实际加工中选取最优化的切削参数提供理论指导。航空发动机机匣的切削参数优化范围受切削温度的限制，降低切削温度可以有效扩大切削参数的可选范围，从而充分发挥机床的性能优势，提高加工质量与切削效率。本文根据刀具的切削热分布情况，采用液氮冷却的方式，设计了一种新型内冷却刀具结构，并在理论上证明了新型刀具结构可以有效降低刀具切削温度，改善切削质量。关键词：镍基高温合金；DEFORM-3D切削仿真；遗传算法；切削参数优化；Pareto解集IAbs

7、tractAero-enginecasingwhichhaslargeloadbearingisanimportantpartoftheaircraftengine.Ithasthecomplexprocessing,highmanufacturingprecisionandbadworkabilityasatypicalthin-wallpart.Howtoimproveprocessingqualityoftheenginecasingandreduceproductioncostsbecometheke

8、ytocompetitiveness.Thetypicalaero-enginecasingholeischosenforresearchobject.AsimplifiedcuttingmodelisestablishedbyusingmetalformingsimulationsoftwareDEFORM-3D.Combinedwithhigh-temperaturealloyprocessin