整体式叶轮作为航空发动机及各类透平机械的核心部件,广泛应用于离心压缩机、涡轮发动机、透平机械等各类动力设备。该类零件的设计涉及到流体力学、机械原理、空气动力学等多类学科。叶轮的设计和制造在航空、航天、汽车和军事工业占有举足轻重的地位。因此,对整体叶轮的不同加工方法、不同的加工精度和曲面表面质量要求都对其性能有着重要的影响。随着计算机技术的日新月异,数控加工技术应用范围越来越广泛,现已经大量应用与航空航天、军事、机械制造领域。数控仿真模拟加工能够在实际加工之前就预测出碰撞、干涉、过切与过切情况,基于虚拟机床模拟技术,不但能够检测NC程序的正确与否,还可以对NC程序进行合理优化。数控加工仿真技术能够达到提高生产效率、降低加工风险与加工成本的目的。(1)分析五轴数控加工中心的发展、整体式叶轮五轴数控加工国内外的研究现,通过本课题的研究背景及研究意义引出本课题的研究。(2)对整体叶轮的几何结构进行分析。基于UGCAD模块进行叶轮建模,使用样条插值等技术。设计了加工工艺、阶段,明确了工序路线。(3)研究了刀路轨迹的相关理论。基于UG CAM模块生成刀路轨迹。依次生成一次开粗、二次开粗、开槽加工、叶毂精加工、叶片精加工以及清根加工的刀路轨迹。(4)分析了双转台结构的五轴加工中心。研究了双转台五轴加工中心的后处理算法。基于UG/Post后处理模块,按照DMU50五轴加工中心的参数制作了后置处理文件,将UG CAM模块生成的刀路轨迹生成DMU50五轴加工中心NC程序。(5)基于VERICUT软件构建了 DMU50五轴加工中心运动学模型,并配置了毛坯、夹具、数控刀具库以及控制系统。数控仿真模拟加工,并检测加工的切削状态。对于仿真加工得到的整体叶轮进行过切、欠切比较,并优化NC程序。实验加工得到整体式叶轮,加工精度与表面粗糙度达到标准,验证了刀路轨迹的正确性。