整体叶轮作为航空航天发动机的重要零件,其叶片型面大多为曲率多变的自由曲面,叶轮叶片加工质量的优劣对整机性能有着关键的作用。然而,整体叶轮的叶片是典型的薄壁件,在加工过程中很容易造成加工尺寸偏差、厚度不均匀、叶片变形等一系列的问题。因此,本文对影响叶轮加工精度的铣削变形及参数优化技术的研究具有十分重要的意义。首先,基于B样条曲线和曲面的基本性质,将叶轮实体模型的原始数据点导入UG软件中,对整体叶轮模型进行几何建模。根据整体叶轮的加工工艺,对整体叶轮加工的刀具轨迹规划技术进行了研究。相关模型及规划轨迹为直纹面叶片的铣削力建模、叶片变形量的计算、参数优化等后续研究提供了基础。其次,对直纹面侧铣的五轴铣削力模型进行了研究,在考虑曲面曲率对铣削力影响的基础上,将切深进行等效,并对球头铣刀的侧刃进行铣削力建模。对铣削力系数模型进行了建立,并通过正交试验对铣削力系数进行了计算。为叶片加工变形的有限元分析提供技术支持。再次,在将UG软件中建立的直纹面叶片模型导入ANSYS后,通过划分网格、计算和加载铣削力等进行了叶片的有限元仿真。在完成传统单点变形分析的基础上,通过编写命令流的方式实现了叶片仿真的循环。运用MATLAB与ANSYS软件,对叶片弹性变形量进行了迭代运算,实现了直纹面叶片加工变形的计算,并完成了变形结果的仿真。最后,基于仿真获得的直纹面叶片铣削加工变形,对加工过程中的相关参数进行了优化研究。用极差分析法对正交试验的结果进行了分析,并利用正交优势分析法对铣削参数的优化结果进行了计算。通过ANSYS软件对得到的优化结果进行了仿真验证,并实现了模型质量的评价。