在透平机械领域中,通常选用整体结构性好,强度高的轴流式闭式叶轮作为工作部件,从而提高设备的运转性能。但由于闭式叶轮结构复杂,流道扭曲剧烈,叶片间空间狭小,加工要求高,所以轴流式闭式叶轮的刀位规划难度高,加工难度大。在制造业中,通常采用焊接的方式,通过分部加工叶轮的部位,然后组合在一起,最后完成叶轮的制造。采用这种组合式加工工艺,不利于提高加工效率,在产品制造周期中所占的比重很大,而且叶轮的结构参数、工作性能都无法得到保证。所以采用五轴数控加工技术、高速铣削技术、以及高端的CAM软件技术,对轴流式闭式叶轮的五轴高速铣削加工工工艺进行系统的研究,对提高这类结构复杂、零件整体刚性差的产品加工效率和加工质量有很好的借鉴意义。首先,为了保证轴流式闭式叶轮的建模精度,对建模原理和技术进行分析研究,采用三次B样条技术,用MATLAB软件反求出叶轮的控制点,将计算的控制点数据导入UG软件,在UG软件中完成闭式叶轮的叶片曲面、轮毂面、包覆面的建模,为后续的CAM编程以及相关数学计算做好了铺垫。其次,对五轴高速铣削加工技术进行分析,对轴流式闭式叶轮的加工要求和加工难点进行分析,确定加工步骤,初始毛坯的结构、加工使用的刀具、夹具安全高度的计算、夹具的设计,设计加工工艺卡,从而完成轴流式闭式叶轮的加工工艺规划。再次,采用数学计算方法,利用MATLAB软件完成了轴流式闭式叶轮流道的最大内接圆柱面的计算,确定了定轴粗加工的范围,用金属有限元切削分析仿真软件确定了切削前角的范围,最后用定轴加高速铣削的方式完成闭式叶轮的刀位轨迹规划。粗加工完成后,针对残留量不均匀,残留量较多的问题,采用余量偏置、分层叠加的刀位轨迹规划方式,结合CAM软件的管道模块加工原理,完成半精加工的刀位轨迹计算。在半精加工的CAM设置里,改变精加工切削参数,完成刀位轨迹的计算,在精加工插补方面,采用五轴样条插补代替直线插补,对三次多项式样条插补的原理、计算步骤进行了深入的研究,设计了五轴样条插补流程图。最后,通过CAM软件HyperMill结合以上各阶段研究的刀位规划成果,分别对轴流式闭式叶轮的各个加工阶段,按照加工工艺的顺序完成CAM编程,完成刀位轨迹的计算,然后将HyperMill的mof刀位文件转换成APT文件,利用UG的后处理模块开发五轴样条插补后处理,运用Tcl语言编写相关的后处理程序语句,编写完成后对刀位文件进行后处理,然后在仿真模拟软件上模拟NC程序,最后在机床上对轴流式闭式叶轮进行实际加工验证,证明了轴流式闭式叶轮的加工工艺正确性。