本文摘要：

整体式叶轮以其优良的性能被广泛应用于机械、汽车、  船舶、  航空航天等工业领域，其工作环境与使用工况对其自身性能有着较高要求，因此整体式叶轮的机械性能被是为设计与制造的重要环节。本文围绕整体式叶轮的加工工艺设计与加工参数优化进行了深入的研究，期望所优化的整体式叶轮对于其他新型号薄壁叶片铝合金离心叶轮的铣削加工工艺提供一定的参考。

(1)设计了整体式叶轮的加工工艺。针对6061铝合金整体式叶轮进行了结构及加工难点分析，选择了加工毛坯材料，定位夹具，规划了粗、精加工整体式叶轮叶片、流道铣削工艺方案。

(2)通过数控加工动力学测试与Matlab仿真系统，得到切削稳定域叶瓣线图，通过锤击实验测得刀具-工件的固有频率，通过比较不同齿数对颤振稳定域的影响，选择了合适的齿数，最后通过不同固有频率下的稳定区域，选择合理的主轴转速，达到了优化切削参数的目的，通过VERICUT仿真表明用此参数加工表面光整，可为铣削过程工艺参数的选择提供理论依据。

(3)分析了刀具、定位及让刀等因素所产生的误差，提出了优化方案；对整体式叶轮曲面加工误差进行分析，得到修正后的刀轨型值点，减小了加工干涉造成误差，对加工应力研究分析得到切削参数范围；设计了正交实验，研究多个因素（主轴转速、进给量、切削深度）对6061铝合金  工件加工变形的影响，在已有的参数中以工件最小变形为目标得到了的加工参数和各个因素对零件变形的影响大小关系。建立了铣削加工仿真模型，  验证获得的参数的正确性和可靠性。仿真得到零件的固有频率，计算铣刀对工件的激励频率远小于工件的固有频率。

(4)利用UG进行了整体式叶轮刀具轨迹的仿真，生成刀位源文件，并生成NC代码；利用VERICUT创建五轴加工中心模型，配置仿真加工环境，对整体式叶轮加工全过程进行仿真，基于仿真优化加工可提前预测可能出现的碰撞现象，验证了代码的可行性，有助于实时优化铣削加工工艺与数控程序，保证了机床使用的安全性，提高了工艺检验环节的工作效率和加工的精度。

本文针对涡轮发动机整体式叶轮五轴数控加工工艺进行了研究，但由于自身相关知识的不足以及时间精力有限，论文的研究中还有以下需要改进：

(1)对于整体式叶轮加工工艺规划需要更深入细化的研究，由于叶轮加工工艺的复杂性， 影响加工质量和效率的因素很多，如选择毛坯的平面粗糙度以及加工厂房的室内环境等。

(2)本文对加工变形的研究尚且不足，可以通过建立叶轮加工动态模型，对切削力，夹紧力，热变形等进行有限元分析，以保证全面的预测和控制。

(3)在对零件的残余应力分析的正交实验中，选取的部分参数的水平范围较大，影响正交实验结果的准确性。由于缺少准确的相关参数，文章中未考虑温度对零件加工变形及残余应力的影响。在之后铣削薄壁金属进行正交试验分析时，可以缩小各个因素的各个水平的范围，获得更加准确的结果。

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