整体叶轮通常被用于透平机械设备中,是一类具有代表性且造型比较规范的复杂薄壁类零件。由于其形状特征比较明显,工作型面的设计涉及到空气动力学、流体力学等多个综合学科,因此曲面加工手段、加工精度和加工表面质量对其工作性能都有很大的影响。在制造业中,传统的整体叶轮加工方法是通过采用不同的毛坯,分别对叶片与轮毂进行加工成形,然后将叶片分别焊接在轮毂上。这种方法不仅浪费生产周期和生产成本,而且整体叶轮的各种性能参数均难以得到保证。因此,将高速铣削技术、五轴数控机床以及CAM技术进行综合,来提高整体叶轮的加工质量和效率是现代制造业发展的必然。其中,高速铣削技术以其铣削时产生的热量小、铣削力小及零件变形小的优势,广泛地被用于金属零部件的制造。五轴数控加工技术可以解决复杂曲面零件在加工表面质量和加工效率中的瓶颈问题。CAM技术能够缩短产品的制造周期,提高产品的质量。因此通过研究整体叶轮的五轴高速铣削加工工艺方案,能够大幅度地提高复杂曲面类零件的制造水平。本文针对整体叶轮的特点,通过结合五轴高速铣削加工技术,并对整体叶轮在数控加工过程中容易发生变形和干涉的关键坐标点进行了相关分析,同时对整体叶轮的CAM编程以及后置处理均进行了有关研究。首先在三维设计软件UG的环境下,对整体叶轮的叶片与轮毂分别进行了三维建模,着重分析了叶片曲面的建模方法,为后续的五轴高速铣削加工做好准备工作。然后对五轴数控高速铣削加工技术进行了深入地分析,选择适合于整体叶轮的五轴高速铣削加工工艺,如毛坯的材料、加工的刀具、加工的夹具、加工的对刀点与换刀点等诸多方面,从而规划出整体叶轮五轴高速铣削加工的工艺方案。其次利用ANSYS对整体叶轮的模型进行有限元分析,控制其在数控加工中容易发生变形的关键点。最后在UG的CAM功能模块下对整体叶轮的流道面和叶片曲面分别进行CAM编程,同时在UG中对整体叶轮的加工过程进行了反复地仿真验证,另外对实际数控加工中的后置处理进行了一定的分析,为整体叶轮的实际数控加工奠定了良好的基础。