整体叶轮作为透平机械的核心部件，已经被广泛地用于航空、航天及其它工业领域。整体叶轮工作型面的设计涉及到空气动力学、流体力学等多个学科，它的设计与制造相比于常规机械零件要复杂得多。故而，对整体叶轮进行CAD造型和数控加工刀具路径规划的研究，对于缩短我国叶轮几何造型、数控加工以及CAM软件开发技术与工业发达国家的差距，提高我国流体机械行业在国际市场的竞争力都具有非常重要的意义。 本文在对各类拟合曲线进行分析与比较的基础上，选取了三次准均匀B样条理论作为叶轮造型的数学基础，推导了三次准均匀B样条曲线的计算公式。结合直纹面成形理论以及本文所研究的整体叶轮的数据特点，通过分析比较，选择了母线延两条引导线扫描来生成直纹面的成形方法，计算得出既满足叶轮造型要求又能同时保证其曲率连续性的叶轮曲面数学模型。并运用反证法，证明了叶片曲面为非可展直纹面。 针对整体叶轮造型与其毛坯零件在轮盖面处不吻合的问题，本文在分析了采用子午面偏置方法的局限与不足的同时，提出了曲面延伸求交的方法。在已经建立曲面数学模型的基础上，将曲面延伸至两两相交，通过联立方程组求得曲面相交线，解决了叶轮造型与毛坯不吻合问题。在UG软件环境下，按照点、线、面、体的成形步骤，通过规律曲线、直纹面、缝合、旋转、阵列、交运算等成形方法，生成了整体叶轮的三维模型，替代企业提供的尺寸有偏差的CAD造型。并依据衡量叶轮流体性能的重要参数——叶轮流道面积比，验证了整体叶轮造型修正后未对其流体性能产生明显的影响。 针对某企业提供的整体叶轮为研究对象，确定了其尺寸以及材料，在分析了普遍采用的先开槽，然后分层扩槽的加工工艺之后，引入了插铣法来规避传统工艺存在的种种缺点与不足。针对该叶轮初步探讨了其数控加工工序安排，粗加工刀具进退刀和走刀方式以及加工刀具的选择。并采用曲面等距偏置求交的方法来生成了插铣加工的之字形刀具路径。