现如今,航空航天发动机、水轮机等工件中大量使用各类整体结构件,如整体叶轮、水轮机水斗等,结构复杂包含各种异形曲面及各类曲率较大的立体型腔等,如何高效率高质量的完成加工其加工是制造业中的难点。针对狭长勺型类结构件的加工特点,本文以冲击式水轮机为例,采取数控加工方法对水斗整体型面进行数控加工编程。国内对于转轮水斗的制造相对落后,缺少特定水斗加工的五轴机床,因此本文研究采用带数控转台的三轴机床对转轮水斗进行加工的工艺方法,实现水斗的四坐标整体数控加工。并且提出用插铣的方法对转轮水斗内表面进行开粗加工,针对水轮机水斗狭窄空间多约束面的干涉等问题,进行插铣加工走刀路线的规划研究,生成基于加工要求的最优的插铣刀具路径,使粗加工余量的去除达到最大化,实现对冲击式水轮机的高效插铣粗加工。具体研究内容如下:首先,以冲击式水轮机转轮水斗的二维产品图为依据,对转轮实体进行测量计算,运用曲线曲面的基本原理,采用点→线→面→体的方式通过UG/CAD软件对转轮水斗进行三维实体建模。其次,针对转轮水斗的结构特性,研究提出转轮水斗的整体四坐标数控加工方案。据转轮水斗的加工特点,确定选用刀具的材质与整体结构,并选择合适的铣削方式和铣削参数。以此为基础,制定转轮水斗整体数控加工工艺方案及加工参数。再次,根据规划好的转轮水斗工艺方案,运用UG软件对转轮水斗进行计算机仿真加工,生成合理的刀具轨迹,并对插铣粗加工的走刀路线进行优化,实现水斗的高效插铣粗加工。并将数控编程出的刀具路径生成数控加工程序。最后,运用VERICUT软件对生成的水斗加工程序进行仿真,检查刀具路径的干涉和碰撞,并且进行切削参数的优化,提高实际加工效率。将优化后的程序导入机床进行了转轮水斗实际加工,验证了工艺和刀具轨迹的可行性。