五轴加工应用于航天领域,加工具有自由曲面的机体零部件、涡轮机零部件和叶轮等复杂类零件已经有了很多年的历史,在最近几年,这种先进加工手段的运用越来越广泛。五轴加工解决了普通三轴数控机床所不能解决或解决不好的加工问题,显著提高了复杂零件的加工质量及效率,是在近些年来迅速崛起的先进制造技术之一。叶轮类零件种类繁多,而透平叶轮是一种典型的自由曲面零件,叶轮小而精密,其传统的设计和加工方法既费时又难保证精度,而专用的一些CAD/CAM软件价格又及其昂贵。因此,通过研究利用通用的CAD/CAM软件来设计、加工出透平叶轮,对于类似零件的实际生产加工有着非常重要的意义。本论文在深入研究自由曲面造型原理,总结前人对于叶轮类零件造型的方法和叶轮五轴高速加工工艺的基础上,利用反求的方法通过对叶片边缘关键数据点的采集,得到了理想的叶片边缘线,在此基础上扩展到叶片曲面,最后形成叶片实体。把叶轮的CAD几何模型导入到HYPERMILL的CAM加工模块中,通过对五轴高速加工工艺规划的研究和加工参数的选择,计算出叶轮的加工刀轨路径,并通过后置处理得到符合MIKRON UCP 800数控机床的NC代码,并加工出叶轮产品。采用该方法可以在保证精度的前提下,充分利用UG、Hypermill等软件的建模、加工功能,使加工精度和效率明显提高,为透平叶轮这类典型的精密超薄自由曲面零件提供了有效的设计方法和加工工艺。