闭式叶轮作为一种典型的具有复杂曲面的通道类零件,广泛应用在航空、航天、核电、能动、石化、冶金等领域。由于流道狭长,结构封闭、叶型复杂、叶片薄、扭曲大,闭式叶轮的制造技术对其整体性能有很大影响。所以,针对闭式叶轮类零件的数控加工展开研究具有深远意义。论文以鼓风机闭式叶轮粗/精加工策略的确定,流道分层铣削的刀具路径规划、刀轴矢量计算为核心研究内容,结合参数曲线曲面造型技术,对闭式叶轮关键曲线曲面的几何造型和流道分层粗加工方法进行了深入研究。首先,根据B样条技术,构造叶片吸力面、压力面在轴盘、盖盘侧的四条插值曲线,建立直纹面叶型的叶片曲面以及轴盘、盖盘回转曲面,并完成对前缘几何形状的处理。通过VC++/MFC环境下基于OpenGL造型程序框架的创建,完成闭式叶轮几何造型的三维显示。其次,从闭式叶轮的结构特点出发,介绍了一种简单、有效,适合于叶片与回转曲面求交的算法,并提出了一种利用圆锥面截取闭式叶轮流道的分层加工方法,该圆锥面由叶轮子午面内的叶片直母线绕叶轮轴线回转形成。在此基础上,给出了适合流道分层高速加工的等参数环切和螺旋加工两种刀具路径规划方法,讨论了适合于该路径的刀轴矢量算法,并对螺旋刀具路径上有代表性的离散刀位点与圆锥截面之间的距离进行了计算,在对路径连续性以及路径与圆锥截面之间小量误差分析的基础上验证了算法的可行性。然后对轴盘、盖盘曲面进气口部分进行了适当裁剪,划分了加工区域并计算了走刀行距、步长等,完成了精加工环切和等参数刀具路径的计算。最后,在介绍VC++/MFC环境下基于OpenGL双缓存技术的闭式叶轮数控加工仿真实现方法的基础上,建立了闭式叶轮加工仿真模型,模拟了加工过程中刀具与闭式叶轮模型之间的动态变化,验证了刀位轨迹的正确性。