整体叶轮是一种应用非常广泛的重要零部件,其应用领域包括航空、能源动力和石油化工等行业,在整体叶轮的使用过程中,其加工表面质量往往直接影响其使用性能,而对其加工表面质量产生重要影响的是切削参数的选取。目前,整体叶轮切削参数的选取主要是工人根据自己加工经验通过倍率旋钮来调节,每位工人对切削参数的选择都不尽相同,这使得加工表面的最优化和加工效率的最大化无法实现。因此如何科学有效的选择切削参数,对整体叶轮完成高质量高效的加工生产具有重要意义。为了使整体叶轮加工可以高质量高效的完成,本文将带有底盘的径流式开式整体叶轮作为研究对象,通过分析切削参数对整体叶轮表面粗糙度和残余应力的影响,总结出在整体叶轮的加工过程中,切削参数对整体叶轮的表面粗糙度和残余应力的影响规律,然后对切削参数进行优化,求得最优的切削参数组合,以此来指导整体叶轮的实际加工。本文对整体叶轮高质量高效率的加工工艺做了以下研究:(1)通过分析带有底盘的径流式开式整体叶轮的结构特点和加工难点,结合四轴数控铣床加工特点,对带有底盘的径流式开式整体叶轮的数控加工工艺进行合理规划。(2)基于整体叶轮切削参数的正交试验,对单个叶轮叶片进行数控加工,测得每组参数叶轮叶片的表面粗糙度,通过计算,拟合求得表面粗糙度的经验公式。(3)基于有限元技术,建立叶片铣削过程的有限元简化模型,根据所设计的正交试验模拟仿真各组切削参数下叶轮叶片的铣削加工过程,求得其加工表面残余应力,最后通过计算,拟合求得加工表面残余应力的经验公式。(4)基于最优化理论,将最小残余应力和最大材料去除率作为优化的目标,通过多目标遗传算法对切削参数进行优化操作,最终求得可实现高质量和高效率加工的切削参数组合。