整体叶轮作为能源与动力等领域的关键部件和动力元件,对其高效、高精数控加工技术的研究,有利于提高企业复杂难加工零件的先进制造技术。随着科技的迅速发展五轴数控机床逐渐成为实现整体叶轮高性能切削加工的必不可少的高端制造装备。复杂零件数控加工程序的编制、仿真与优化则是实现整体叶轮高性能数控加工的关键技术。本文以某整体叶轮为研究对象,围绕实现整体叶轮高性能数控加工程序的编制、切削仿真与切削参数优化等关键技术问题展开了研究,论文的主要研究内容具体如下:(1)在查阅国内外资料的基础上,综述了课题研究方向的研究现状和最新进展。确定了课题的主要研究内容、研究方法和研究思路。(2)对五轴联动数控加工的后置处理技术进行了研究,推导了所采用加工中心的后置处理算法。研究了数控系统中的RTCP功能及实现原理,以及五轴数控系统中RTCP功能的开启与关闭,对后置处理的精度与效率的影响。(3)整体叶轮五轴数控加工程序的生成。根据整体叶轮的加工难点和技术要求,分析和规划了整体叶轮的五坐标数控加工工艺和刀具路径。生成了整体叶轮的加工程序。(4)构建了用于虚拟加工仿真的机床模型,实现了整体叶轮的五轴数控加工程序的仿真,并对整体叶轮的刀具轨迹程序进行了几何优化,生成了更安全、更高效的加工程序。(5)对整体叶轮切削过程中的铣削力进行了动力学仿真,生成了铣削力的预测模型,该模型可以较准确地预测加工过程中不同铣削条件下任意时刻铣削力的大小和方向。并根据切削力的动力学仿真结果,对整体叶轮流道的粗、精加工过程中的切削用量进行了优化,其加工效率分别提高了 39.29%和75.0%。这种根据多种约束条件的各项指标的目标值优化切削用量的方法,为实际工程提供了一种分析问题和解决问题的方法,也为整体叶轮加工工艺的改进和刀具结构的优化设计提供了参考依据。