起落架车铣加工表面形貌分析与工艺研究

摘要

起落架外筒是飞机的重要零部件之一，其可靠性对飞机的飞行安全至关重要。起落架外筒是起落架的主要承力部件，形状复杂，且存在大量配合面，其表面形貌质量对起落架的抗疲劳特性和工作稳定性有决定性作用，目前，起落架生产企业对加工后表面粗糙度的要求一般为 Ra1.6~Ra3.2，为达到该要求，企业需要经验丰富的工程师选择参数或进行大量试验，以保证参数的合理性。车铣复合工艺可以显著改善加工后表面质量和提高加工效率，但国内的大型航空件的车铣复合技术仍处于起步阶段，加工策略和工艺参数仍然靠经验选取，车间信息传达大多依靠纸质工程图，这就降低了企业的加工效率。因此，本文以起落架外筒为研究对象，针对其车铣工艺中表面形貌的加工参数选择以及车铣复合三维工艺进行研究。
　　研究了在车铣复合机床上加工起落架外筒时，正交车铣加工外圆面的表面形貌形成机理和数学模型，并通过实验进行了验证，进而通过正交试验的方法分析了表面形貌随各加工参数的变化规律，根据此规律，可以在加工前对不同参数组合下的加工表面进行计算，再结合UG的加工仿真功能，即可在满足表面形貌要求的情况下选取加工效率较高的参数组合，并将此方法在起落架外筒上开展了加工应用，结果表明，经过参数筛选后的加工表面形貌得到了明显改善。
　　研究了采用螺旋线铣削、摆线铣削以及普通铣削等方式加工起落架型腔时的表面形貌的数学模型，并通过实验进行了验证，进而通过正交试验的方法分析了表面形貌随各加工参数的变化规律，根据此规律对螺旋线、摆线加工型腔时加工参数进行选择并在起落架上进行了加工应用，结果表明参数筛选后的加工表面形貌得到了明显改善。
　　与武汉开目公司合作开发了三维机加工艺软件，并通过某型号起落架的加工实例介绍了软件的主要功能和使用流程。针对起落架的型腔特征和轴类特征总结了其车铣复合加工工艺，为加工应用提供借鉴。最后，在中航起落架公司开展了初步应用。

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1.绪论

1.1课题来源

1.2研究背景及意义

1.3研究综述

1.4主要工作

2.外圆面正交车铣加工的表面形貌分析及参数筛选

2.1正交车铣加工几何误差建模及仿真

2.2外圆面正交车铣表面形貌的实验验证

2.3工艺参数对正交车铣加工外圆面的表面形貌影响规律

2.4外圆面车铣加工的应用

2.5本章小结

3.加工型腔表面形貌分析及参数筛选

3.1型腔铣削表面形貌的几何模型

3.2型腔加工中表面形貌的实验验证

3.3工艺参数对型腔铣削表面形貌的影响规律

3.4型腔的车铣加工应用

3.5本章小结

4.起落架三维机加工艺及其应用

4.1三维机加工艺软件功能模块介绍

4.2起落架车铣复合加工工艺方案与初步应用

4.3本章小结

5．总结与展望

5.1全文总结

5.2研究展望

致谢

参考文献

附录Ⅰ正交试验表

附录Ⅱ攻读学位期间发表学术论文目录

附录Ⅲ攻读学位期间申请发明专利目录