叶轮广泛应用于炼油化工、船舶、航天等众多领域,叶轮叶片是复杂曲面薄壁零件,其形状复杂,加工难度较大,因此在叶片加工过程中容易产生变形,影响叶片的加工质量进而影响叶轮的工作性能。本文主要研究在铣削力作用下叶片的变形情况,利用有限元分析软件对叶片变形情况进行模拟仿真,研究铣削力对叶片变形的影响,总结变形规律,实现在数控侧铣加工过程中对叶片变形的预测及控制,提高叶片加工质量。针对影响铣削力大小及准确性问题,根据金属铣削原理确定铣削用量、刀具类型及刀具参数和加工余量等参数,建立圆柱形铣刀的动态铣削力模型,计算不同等级铣削因素下铣削力的大小为后续有限元分析施加载荷模块提供数据支持。研究叶片曲面的造型方法,并利用UG完成叶片几何模型的建立,在此基础上,利用ANSYS Workbench有限元分析软件建立静力学分析模型,得到应力、应变分布状态及叶片变形情况,并提出避免应力集中的措施。建立叶片变形函数,建立单目标、多目标铣削参数优化函数,利用遗传算法寻求最优铣削参数。对叶片进行动态特性分析,根据模态分析得到叶片的固有频率及六阶模态振型,分析在各阶振型中叶片的变形情况。根据叶片瞬态动力学分析,对叶片的变形情况进行预测及控制,总结其变形规律并预测出发生最大变形的位置及变形量。综上,本文为控制叶片加工变形、提高叶片铣削加工精度及加工质量,整体叶轮的加工和优化奠定了坚实的基础,对发展复杂曲面零件的数控侧铣加工技术具有一定的参考意义。