整体叶轮是典型的复杂零件,叶片薄、相对刚度低、加工工艺性差,叶片只有叶根部位与轮毂相连,在加工过程中易受到切削力的作用发生弹性变形,产生加工误差。整体叶轮在加工过程中需要去除大量材料,加工效率较低。薄壁叶片加工误差的控制、整体叶轮加工效率的提高是实现整体叶轮高效、高精度加工的关键点和难点。车铣复合加工技术的发展,解决了复杂零件曲面加工的瓶颈问题。复合加工在一台机床上能完成大部分甚至全部的加工内容,减少了工件搬运时间、提高了生产效率;减少了工件装夹次数,提高了加工精度。因此研究整体叶轮的车铣复合加工,有助于大幅度提升复杂曲面类零件的制造水平。本文基于NURBS曲线/曲面技术对整体叶轮进行参数化建模,得到造型精确的整体叶轮模型;研究整体叶轮的车铣加工工艺特点,确定整体叶轮车铣复合加工方案;建立叶片铣削受力模型,分析叶片变形与铣削力的关系;研究影响整体叶轮加工效率、加工精度的因素,以最小叶片变形、最短加工时间、最低加工成本为目标,对整体叶轮的主轴转速n、进给速度、背吃刀量ap、切削宽度等切削参数进行多目标优化,尤其纳入了切削温度约束条件;采用优化的切削参数对整体叶轮进行前置处理,获得APT刀位文件;基于IMSPOST研发WFLM40车铣复合加工中心专用后置处理程序,使前置APT刀位文件能够完整、准确地换成NC程序,实现了整体叶轮的仿真加工和实际加工。经仿真与实际加工表明:采用优化的工艺方案加工整体叶轮,大幅缩短了整体叶轮的加工时间,降低了平均切削力从而有效控制了叶片的加工变形,提高了整体叶轮的加工质量和加工效率,充分发挥了车铣复合加工中心加工整体叶轮的优势,对整体叶轮的五轴数控加工具有较大的指导意义。