整体涡轮盘是航空发动机的核心部件之一,对于提高发动机的推重比和可靠性具有关键作用。镍铝基高温合金在高温下具有良好的抗氧化、抗腐蚀性,非常适合作为整体涡轮盘材料。镍铝基高温合金整体涡轮盘高效精密制造通常选用数控加工方法,但加工中刀具易发生干涉,且存在刀具变形导致叶片精度降低。本文围绕镍铝基高温合金整体涡轮盘数控加工精度的控制问题,对镍铝基高温合金加工性能、无干涉刀轨计算、弱刚性刀具变形预测以及刀具变形误差补偿方法等内容进行了深入研究。论文的主要研究工作包括以下三个方面:(1)研究了不同加工参数下硬质合金涂层铣刀铣削镍铝基高温合金切削力的变化规律,推导获得铣削力经验公式。通过刀具磨损形态机理分析和刀具耐用度研究,对所选刀具切削镍铝基高温合金材料性能进行综合评价,为镍铝基高温合金涡轮盘精密数控铣削加工参数选择提供了重要依据。(2)研究了涡轮盘数控加工刀轴矢量控制的算法。通过数控编程计算获得无干涉的刀具轨迹,其中包括流道粗加工、叶片精加工、轮毂曲面精加工及叶根圆角的清根。通过整体涡轮盘数控加工试验,验证了刀轴控制方法计算所得刀轨的正确性。(3)建立了分布载荷分段悬臂梁模型用于计算铣刀在铣削加工中的实际挠曲变形,并建立基于铣削稳定条件的刀具变形柔性迭代误差补偿模型。运用该方法进行数控加工误差补偿试验,补偿后的叶片型面精度及表面粗糙度均满足设计精度要求,验证了刀具变形误差补偿方法的有效性。