叶轮结构广泛应用于航天、航海、能源动力等方面。叶轮叶片结构整体刚性差,是复杂曲面薄壁零件,在加工过程中叶片容易产生变形,导致加工过程中易产生误差及加工工艺参数难以选择,对其工作性能产生很大影响。本文主要研究在铣削力作用下叶片的变形情况,运用有限元软件对叶片铣削过程中的变形情况进行分析,探究切削用量的优化问题,提高生产效率,降低成本消耗。本课题主要研究内容有:根据金属铣削原理确定刀具类型、切削用量、加工余量等参数,建立圆柱铣刀动态铣削力模型,采用正交试验计算在不同切削因素水平下的铣削力大小,为后续有限元分析施加载荷提供数据支持。研究叶片结构强度问题,在叶片实体模型的基础上运用ANSYS Workbench进行有限元分析。得到在加工过程中加工接触点位置变化对叶片变形大小的影响规律。利用MATLAB进行叶片变形函数拟合,通过对比单因素及正交因素回归结果的拟合优度确定叶片变形函数。研究切削用量优化的方法,将生产效率最高、加工成本最低、叶片变形量最小、叶片表面粗糙度最小确立为优化目标,创建优化目标函数,确定约束条件及切削用量的选择范围。建立单目标、多目标切削用量的优化模型,并利用粒子群优化算法及遗传算法工具箱进行切削用量优化。综上,本文通过对叶片铣削加工变形量的研究进行切削用量优化,为减小叶片加工变形,提高叶片加工精度及加工质量打下了基础,对复杂曲面的加工问题以及加工工艺参数的优化选择具有一定参考意义。