整体叶轮是一类典型的自由曲面零件,它的设计和制造精度直接决定了其工作效率。由于国外的叶轮加工专用软件价格昂贵并且通用性差,令大多数厂家难以承受。所以编制自主产权的CAD/CAM软件是解决叶轮精确加工的最好办法。本课题主要研究压气机整体叶轮的CAD/CAM技术,目的就是实现叶轮的五轴联动数控加工。本文主要研究方向为叶轮复杂曲面的NURBS造型方法和特殊结构五轴机床的后置处理。主要内容有:讨论了五轴联动加工原理,从几个方面分析了整体叶轮五轴联动加工的必要性。分析了整体叶轮的结构特点,从气动性方面总结了叶轮叶片复杂曲面造型的要求,深入研究了自由曲面拟合的NURBS方法,并用Matlab编制了NURBS曲面造型通用程序,只需输入指定格式的型值点数据就可以生成任意阶次NURBS自由曲面。介绍了IGES标准,编程实现了程序计算结果向IGES文件的转换,最后实现了造型结果在UG界面的可视化,并用基于曲率和基于光照的方法对曲面进行了质量分析,验证了造型方法的优越性。分析了整体叶轮数控加工的关键问题和五轴加工工艺,讨论了整体叶轮的刀轨生成方法,并对加工中的干涉和碰撞问题进行了研究。分析了任意结构五轴机床的后置处理算法和通用后置处理系统原理,并基于UG/Poster Builder对HSM600U五轴数控机床进行了后置处理。最后,概括论述了本文的主要研究结论,指出了需要进一步完善和改进的内容,并对以后的研究作了展望。