叶片类零件作为航空发动机、船用燃气轮机、电力行业所用的汽轮机等动力机械的主要工作部件,它们在航空航天、船运、发电等基础行业中有着广泛的应用。这些以叶片类零件作为工作部件的动力机械主要通过流体介质在叶片工作表面上的高速流动作用产生动力,叶片零件的结构与制造精度对整部机器工作效能的有效发挥有重要影响。再者,这些动力机械在生产活动中也是能源的主要消耗者及废气的排放者,研究提高此类具有流体特性的叶片零件的数控加工的新技术新工艺,在促进经济发展、提高资源利用效率、减少环境污染等方面都具有积极的作用。叶片零件的表面一般均为复杂的自由曲面,造型困难,其加工工艺性较差。由于叶片造型和工艺的复杂性及设计高精度的要求,其加工制造一般都需要在多于三轴的数控机床上完成。传统的叶片零件加工方法费时费力,精度难以保证。随着数控技术的发展,目前的大扭转曲面的叶片类零件通常采用五轴数控机床来制造,加工精度可以得到保障,但容易产生叶片零件的加工应力变形。如何充分发挥多轴数控加工的潜能,在提高叶片零件的加工精度与加工效率的同时降低叶片的切削受力变形是当前数控加工的一个研究重点。本文从叶片零件数控加工的工艺过程规划、CAM编程技术、叶片切削变形的有限元仿真与刀具切削过程的运动仿真入手,对叶片零件的设计、加工制造过程进行了研究分析。首先利用三维造型设计软件建立了叶片零件几何模型,为后续的研究分析打下基础。接着对叶片零件的数控切削过程进行了详细规划,介绍了其数控加工中的要点,确定了刀具轨迹生成的主要参数的选取原则,分析了数控加工误差的主要来源及对误差进行控制的策略。再者,对叶片零件的切削变形进行了分析,重点研究了基于有限元分析方法的叶片受力变形情况,对容易发生变形的区域、位置,在数控编程中应严格控制切削用量以免发生较大的形状误差。最后,使用UG NX的CAM功能模块对叶片零件的叶身曲面进行了数控加工编程、生成数控加工程序,并利用UG自带的仿真功能对数控程序的正确性进行了仿真验证,为叶片零件的实际数控加工做好准备。