叶轮类零件作为透平机械的核心部件,是一种造型比较规范、具有典型性的通道类复杂零件,其工作型面通常为空间曲面,从设计到加工制造长期以来一直是国内外公认的技术难题。叶轮设计涉及空气动力学、流体力学等多个学科,随着设计理论和方法的不断进步,工作型面越来越复杂,这对加工制造提出了更高的要求。本文以整体叶轮的三维数字化建模、五轴数控加工刀位规划、刀位计算、后置处理和机床数控系统加工仿真为主要内容,对整体叶轮的数字化设计与制造相关技术进行了较为全面的研究。从一个新的角度探讨了叶轮数字化建模,即由产品原始设计参数和参数的变化规律运用相关的理论和方法设计出合理的几何边界,获取空间曲面型值点。在此基础上进行三次B样条插值,生成光顺的空间曲线和曲面。该法有别于常用的曲面造型方法——逆向工程法(Reverse Engineering)。研究了几种粗、精加工刀具轨迹算法与生成策略。重点分析了直纹面双点偏置侧铣加工刀具轨迹的计算方法。同时探讨了拟合误差的优化算法。在UG/CAM模块下运用其数控仿真功能对生成的刀路轨迹进行动态仿真,检验干涉情况,根据检验结果进行刀路轨迹的调整。针对DMU70eVolution型五轴数控加工中心,运用专用后置处理系统,得到可以执行的NC程序,通过网络传输到机床数控装置,并运用机床数控系统进行了加工模拟仿真。