螺纹联接作为一种常见联接方式,广泛应用于制造业领域。其中非对称牙型螺纹具有传动效率高、工艺性能好和防松性好等优点,既可用于传动装置,又可用于紧固联接的场合。其螺纹加工质量直接影响着机械设备的可靠性与安全性。螺纹铣削加工高效率、通用性好,加工成本低而日益备受关注。但由于螺纹铣刀包络面与螺纹轮廓不能完全吻合,导致螺纹铣削加工过程产生干涉和刀具前角选择不合理使得切削力波动较大引起加工不平稳,最终降低螺纹加工精度,甚至报废。因此,如何减少螺纹铣削过程中的加工干涉使加工过程更平稳是提高螺纹铣削加工质量而急需解决的关键问题。为此,本文针对非对称牙型圆柱螺纹孔铣削,利用曲线参数化理论,螺纹切削与刀具设计理论,MATLAB、UG、VERICUT和AdvantEdge等软件和数控铣削加工实验等手段,通过干涉机理分析,定义牙型轮廓,探究刀具牙型轮廓对非对称圆柱螺纹铣削加工干涉的影响及其刀具前角对切削性能的影响,具体研究工作如下:1)非对称牙型圆柱螺纹孔数控铣削加工干涉分析。依据标准螺纹的定义和螺纹铣刀设计理论,分析非对称牙型圆柱螺纹孔铣削加工原理及运动特性,探究其铣削加工干涉产生原因,推导非对称牙型圆柱内螺纹二维牙型轮廓方程及其非对称牙型圆柱螺纹铣刀牙型轮廓方程,进而推导理想非对称牙型圆柱螺纹轮廓的参数化方程和实际加工出的螺纹轮廓参数化方程,基于MATLAB分析非对称牙型圆柱螺纹孔数控铣削过程的加工干涉。2)非对称牙型圆柱螺纹铣刀的牙型轮廓优化算法的建立。基于非对称牙型圆柱螺纹孔数控铣削加工干涉分析,考虑非对称牙型圆柱螺纹铣刀大径和螺距对加工干涉的较大影响,建立了调整构建螺纹铣刀牙型六个特征点的螺纹铣刀牙型轮廓优化算法,并利用VERICUT加工仿真和螺纹孔铣削实验予以有效性验证。3)非对称牙型圆柱螺纹铣刀前角的铣削性能影响分析。运用金属切削有限元仿真软件AdvantEdge对非对称牙型圆柱螺纹孔铣削加工过程进行仿真,以探究不同前角的非对称牙型圆柱螺纹铣刀对螺纹铣削中切削力和切削温度的影响规律,并据此设计和选择较合理前角。综上,本文的研究将为非对称牙型圆柱螺纹铣削刀具的优化设计提供科学依据,并有望进一步实现非对称牙型圆柱螺纹孔精密铣削加工。