叶轮是流体机械的核心零件，广泛应用于国防、民用等工业领域。整体叶轮具有质量轻、精度高、传动效率高等优点。本文将快速成形技术应用于复杂叶轮制造，实现快速直接无模具制造，并将数控铣削精确成形技术与高能束等离子熔积相结合，克服了快速成形由于分层效应引起的成形精度问题，提高了叶轮的整体质量。等离子熔积与铣削复合成形制造整体叶轮，大大缩短了研发生产制造周期，降低了生产成本。本文研究了熔积与铣削复合制造原理，分析了熔积成形与熔积材料三轴/五轴铣削加工的工艺特点。制定了扇形叶轮叶片的熔积与三轴铣削复合制造方案，利用HPDM软件生成了熔积NC代码，在UG CAM环境下编制了铣削精整加工路径并后处理生成了加工NC代码，在本实验室的熔积与铣削复合机床上成功制造了难以用普通三轴加工的叶片零件。在上述研究工作基础上，针对某型号发动机整体叶轮，制定了熔积与五轴联动加工复合制造成形方案：选用柱面切片方式，采用进给速度修调方法以克服多轴联动熔积带来的熔积不均匀问题，编制了叶轮叶片的四轴熔积NC代码；利用UG NX7.5特有的叶轮加工编程模块，快速地编制整体叶轮的五轴精整加工程序。根据“3+AC”五轴机床运动学变换推导出坐标变换公式，创建了适用于熔积与五轴铣削复合机床的五轴后处理程序，通过该后处理程序的处理导出了整体叶轮的五轴加工代码。在VERICUT软件环境下，创建了五轴联动数控机床仿真平台，模拟了扇形叶轮叶片和整体叶轮的铣削加工过程，虚拟展现了加工过程中机床的运动状态，排除编程故障，验证了加工代码的可靠性。最后，实际铣削加工了铝合金材料整体叶轮，验证了本项复合制造技术的可行性。