在工业生产中叶轮是比较重要的核心部件,而我国在叶轮加工设计等方面的技术一直比较陈旧,所以本文在详细了解国内外叶轮CAD/CAM软件的发展以及叶轮数控加工的方法基础上,针对当前国内叶轮CAD/CAM的现状,以Pro/Engineer为平台,运用Pro/Engineer的二次开发接口——Pro/Toolkit与VC++6.0编程环境,开发了一套“五坐标数控加工整体叶轮的CAD/CAM系统”。本文首先通过对Pro/Engineer的建模、加工、二次开发等模块的了解以及对叶轮设计和叶轮数控加工技术的研究确定了课题的可行性,并按照模块化设计的原则将系统分为几何造型、刀位轨迹生成、误差分析、后置处理及加工仿真等几个功能模块,并确立了系统的开发环境及工具。然后分别论述了各功能模块的主要功能、算法、Pro/E中的模板建模及VC的编程实现。造型模块中,采用三次B样条插值的技术,构造出叶片曲面基线与流道面曲线,建立了直纹面形式的叶片型面。系统可根据曲线点的数据输入,直接生成叶轮的几何模型并实现参数化。刀位轨迹生成模块是整个系统的核心部分,也是论文的重点。其中,着重介绍了叶轮粗加工阶段的刀位规划,应用了半开口矩形走刀刀位规划方法,以变切深均匀厚度分层的方式对毛坯进行铣削分层,并确定了每一层走刀的刀轴矢量,并将所有加工轨迹参数化。随后讨论了叶轮加工的侧铣技术和叶轮精加工技术,本文详细介绍了它们原理与算法,并将Pro/Engineer的侧铣加工功能集成于叶轮加工系统的刀位轨迹生成模块中。通过误差分析,推导出了流道面的最大加工误差的关系式,并分析了加工误差与刀具重合度t的关系。由t与最大误差的关系得出,在不同的加工阶段选择不同的t值来反算刀具半径值从而,优化刀具。仿真模块中,对刀位文件进行后置处理后应用VERICUT仿真软件建立叶轮加工实时动态仿真,并应用VERICUT中的刀轨优化功能对加工轨迹进行优化处理。本系统具有良好的扩展性和适用性,操作界面便捷,自动化程度较高等特点,因此本系统的开发具有一定的理论意义和实用价值。