涡旋盘作为涡旋压缩机的核心部件,其表面粗糙度对压缩机的运行稳定性、耐磨性和寿命有重要影响。涡旋盘从等截面型线发展到变截面型线,其工作效率越来越高,对涡旋盘加工精度的要求也越来越高。作为评价涡旋盘加工质量的重要指标,涡旋盘侧壁面粗糙度和加工精度相关研究是近年来涡旋流体机械的研究热点。本课题围绕变截面涡旋盘侧壁面表面粗糙度开展研究,具体内容包括以下几个方面:1.基于变截面涡旋盘的工作原理及涡旋型线法向等距生成原理,给出了三段基圆渐开线变截面涡旋型线的设计。利用Matlab软件根据涡旋盘型线方程生成了三段基圆渐开线变截面涡旋盘的型线模型,再利用Creo软件建立了三段基圆渐开线变截面涡旋盘的三维模型。2.根据三段基圆渐开线变截面涡旋盘的正交试验相关铣削参数,建立了侧壁面表面粗糙度的多元非线性回归预测模型,以及基于改进遗传算法的侧壁面表面粗糙度BP神经网络预测模型。对比分析了两种预测模型的优缺点,并利用加工实验数据进行了验证。结合两种模型的优点,将两种模型的预测平均值作为最终的预测结果,建立了侧壁面表面粗糙度的双预测模型。用侧壁面表面粗糙度的双预测模型对单因素响应进行了预测和分析,得到了铣削参数与侧壁面表面粗糙度的相互映射关系。3.基于遗传算法对铣削参数进行了优化处理,建立了以最大加工效率为优化目标函数,以刀具转速、吃刀深度、侧吃刀量和进给量为变量,根据实际加工条件和加工质量需求确定了相应约束条件,并利用Matlab软件中遗传算法工具箱GAOT对铣削参数进行了优化。基于Matlab软件中的GUI平台,开发出了铣削参数优化系统,为实际加工中铣削参数的优化提供了理论依据。4.基于三段基圆渐开线变截面涡旋盘的独特性,在现有实验条件的基础上选定了适当的加工方式,制定了加工工艺,利用优化后得到的铣削参数(a_p=0.5mm,f_z=0.2mm,n=3000rmp,V=125m/min),进行了三段基圆渐开线变截面涡旋盘的铣削加工实验。同时,对涡旋盘侧壁面的三维表面微观形貌和粗糙度进行了测量,得到表面粗糙度值平均S_a=0.575μm,平均S_q=0.578μm与优化得到表面粗糙度值0.575基本一致,验证了优化后的铣削参数的正确性和适用性。