随着数控技术的不断发展,空间曲面零件的多轴数控加工正在日益普及,叶轮的五轴加工就是其中的典型实例。在批量生产中如何保证工件加工质量、效率及成本的最优是我们最关注的问题。基于正交试验,本文对AA5083铝合金叶轮切削加工表面粗糙度的参数优化进行了研究,开发了专用切削参数优化系统。首先,设计、编制具有交互作用的正交试验表头及试验方案。选择了五个切削参数作为影响因素,切削三要素的两两交互作为交互作用;切削参数分别选择了三个水平值,并列出因素水平表;正交表选择了1327L(3),利用线性表格设计方法设计、编制了试验表头及试验方案。其次,确定切削前后角、侧倾角两个切削参数的取值,并进行金属叶轮的实际加工试验。基于VERICUT的仿真加工技术,通过设置机床碰撞检查与行程极限,确定出切削前后角及侧倾角的取值,并生成数控加工程序;基于工件特征及加工条件分析,选用了TDNC-A1M6-H8五轴联动数控加工中心进行金属叶轮实际加工试验。基于得到的试验数据,对其进行极差分析、方差分析及信噪比(S/N)分析,确定因素对表面粗糙度影响的主次顺序、显著程度及稳健程度。对优化组合参数值预测表面粗糙度,确定置信区间,并结合验证试验评估优化方案的优化精度。对机床的PID参数及运动特性进行测试分析,并结合表面粗糙度的数学模型,分析切削参数对表面粗糙度影响规律的原因。最后设计并开发了切削参数优化系统。对优化系统进行总体设计与功能结构设计,其中总体设计包括功能需求分析与性能需求分析;在VC++编程环境下借助ACCESS数据库技术,对优化系统进行人机交互界面、数据库、优化功能模块设计。本文对典型空间曲面零件叶轮多轴数控加工的切削参数优化进行了研究,开发了切削参数优化系统。研究成果已经在数控系统及加工中得到实际应用,为复杂曲面零件批量生产切削参数优化提供了重要的理论依据和实际价值。