叶轮类零件是机械装备行业中非常重要的零部件,其在航空航天,能源动力等领域都有非常广泛的应用。常见的整体叶轮叶片曲面多为利用自由曲线曲面造型技术设计的复杂曲面。由于其复杂的外形曲面以及高温高压的工作环境,在加工的时候既要保证较高的加工精度,又要保证零件的表面质量,这就使得整体叶轮的加工变得极为复杂。整体叶轮的加工设备通常采用五轴联动数控机床,由于五轴数控机床结构的复杂性,其在加工过程中程序进给速度不能反映刀具相对于零件表面的实际速度。采用恒定程序进给速度加工会使刀具实际速度发生跳动,这种情况会影响加工过程的稳定性以及零件表面的精度与粗糙度。本文针对整体叶轮的数控侧铣加工,主要研究了其侧铣过程中刀具进给速度的优化问题。本课题的主要内容有:1.针对所加工的整体叶轮,利用自由曲线曲面造型技术,对其轮毂曲线和包覆曲线的离散型值点进行三次B样条插值,求解叶片边缘特征曲线,建立整体叶轮的实体模型。2.根据三种不同结构的五轴数控机床,结合多体系统理论,建立其工件坐标系与机床坐标系之间的运动学变换模型。针对整体叶轮叶片侧铣加工过程中固定程序进给速度造成的刀具相对工件表面实际进给速度跳动问题,基于数控机床进给轴运动特性与数控系统加减速控制原理,确定了一种以保持刀位点相对于工件表面实际进给速度稳定为原则,考虑进给轴运动参数约束的进给速度优化方法,并对双转台结构数控机床的转动轴控制点的偏移进行补偿。3.基于MATLAB GUI开发专用的参数优化软件,对整体叶轮的五轴数控加工规划加工工艺,利用参数优化软件对叶片精加工侧铣工序的数控程序进行参数优化,对生成的新数控程序进行仿真加工。仿真结果表明该参数优化软件能够完整实现预期功能,速度计算结果与速度曲线对比表明该速度优化方法能够通过控制程序进给速度使刀位点速度保持稳定,各进给轴的分速度符合约束要求,优化后加工效率提高了 35.3%。