烟气轮机是炼油厂催裂化系统的关键装置,是通过回收残余能量而节约电能的重要设备。烟气轮机的制造质量关系到能量回收效率的提高和回收系统可靠性的提高。动叶片是烟气轮机进气系统的主要零件,其叶身型面的加工精度决定能量回收的效率和整个能量回收系统的运行质量。动叶片的加工精度也就决定着烟气轮机的生产质量。烟气轮机动叶片的叶身曲面属于自由曲面。为了提高精度一次装夹完成整个曲面的加工,采用五轴联动数控加工最为合理。针对动叶片叶身曲面的数控加工,对加工过程中涉及到的叶片曲面模型的建立、叶片曲面数控加工的工艺分析、叶片曲面在五轴数控机床上加工的刀位轨迹规划、叶片曲面的仿真加工等方面进行了分析和研究。首先研究了叶片叶身曲面的模型建立,并采用非均匀有理B样条曲面去建立叶片叶身曲面。提出刀位轨迹的计算过程,对五轴数控加工动叶片叶身曲面的刀位计算和刀倾角计算进行了算法设计。研究了动叶片叶身曲面的建模方法。用CAD/CAM软件进行数控加工的编程过程必须要计算动叶片叶身曲面上某一点的表面法线向量,法向曲率等,需要正确分析和计算动叶片叶身曲面的微分几何特性才能编制出合理的数控程序。得到和设计数据拟合较好的曲面模型,为动叶片叶身曲面数控加工的自动编程做准备。为获得合适的到位路径,分析了现有刀位路径规划方法的特点,针对动叶片叶身曲面的特点,运用等残留高度法得到叶身曲面数控加工的刀位规划参数。研究了五轴数控机床加工动叶片叶身的刀具路径规划方法,应用POWERMILL软件的强大功能,得到刀具路径和数控加工程序代码。为了验证刀位轨迹计算得到的数控加工程序代码的可靠性,对动叶片叶身曲面进行了虚拟加工,验证了程序的正确性,避免了加工中刀具的干涉和碰撞。运用VERICUT软件建立了数控机床的仿真环境,并以此为基础实现了动叶片叶身曲面的仿真加工,验证了数控加工程序代码的正确性,进行了刀具路径的进一步优化。