整体叶盘作为航空发动机中的关键零件,在提高航空发动机性能方面起到关键作用,为满足新一代航空发动机对高推重比等关键指标的要求,所设计整体叶盘结构较为复杂且多采用钛合金等难加工材料。如何提高整体叶盘的加工质量和加工效率成为阻碍航空发动机发展的技术难题。针对整体叶盘流道粗加工部分所用插铣刀,通过有限元分析方法对插铣刀结构进行优化设计,并结合试验数据为所设计插铣刀匹配最佳切削参数,以提高整体叶盘加工效率,本文主要进行如下研究工作:首先,以UG软件参数化建模结合有限元仿真的方式,实现对刀具的设计及几何角度优化,通过UG基于图形模板的参数化设计方法生成插铣刀三维模型,并利用二次开发模块UG/Open Menu Script、UG/Open UIStyler定制插铣刀设计菜单及其工作界面,结合VC++编写用户界面与参数化模型之间调用函数程序,实现界面数据与模型数据的连接,进而完成插铣刀参数化设计系统框架,以便后续修正插铣刀模型时提高建模效率。其次,利用DEFORM-3D软件,通过模拟插铣过程分析刀具的切削性能,并根据刀具几何参数对切削力的影响,对刀具几何参数进行优化;利用ANSYS软件对刀体结构进行强度分析,验证刀具结构强度是否满足加工需求;通过模态分析、谐响应分析预判所设计刀具在加工时是否出现共振现象或振幅过大,进而保证刀具加工时的稳定性。最后,对所设计的刀具进行加工制备,通过对制备刀具进行插铣试验,利用MATLAB软件建立切削力预测模型,并分析切削参数对切削力的影响情况,为切削参数的优化提供参考;根据模糊分析方法,以整体叶盘加工中的切削力和金属去除率作为考察指标进行切削参数优化,以匹配所设计插铣刀,实现最大化切削效率的目标。