中国经济高速的发展,对资源的消耗越来越大。水利发电作为一种清洁环保的能源在电力开发资源利用中占据的作用明显,而作为水利发电的重要两种方式,混流式机组发电和冲击式水轮机组发电占据重要地位。冲击式水轮机主要运用在山区小流量高水利发电地方,但由于冲击式水轮机组在国内起步比较晚,研究比较少,特别是水斗复杂型面的数控加工更是国内鲜有几家大厂可以加工出高质量、高效的复杂型面。高质量、高效率的水斗复杂型面加工重要性突出,针对这样现状,本文在超高水头冲击式水轮机核心零部件制造数字化车间新模式项目下,开展了冲击式水斗复杂型面数控加工高效、低能耗的研究和应用,为冲击式水斗复杂型面的加工参数的选取提供参照。首先,对冲击式水斗复杂型面的加工的难点,进行分析研究,并确定对应的解决办法。对水斗复杂型面分区域进行工艺分析,初选加工参数和刀具,然后选取某一型号的水斗进行了基于UG的三维逆向的复杂型面建模,为后续数控程序的高效优化做铺垫。其次,对建立好的水斗复杂型面,分区域进行刀位轨迹生成及对同一区域采用不同方式生成刀位轨迹进行比较。采用基于UG/Post builder开发设置本次仿真机床能识别的NC代码后处理及基于Vericut软件开发仿真机床环境,验证刀位轨迹生成NC代码的正确性,并采用变进率优化方法对NC代码进行优化,达到高效加工目的。最后,建立基于主轴力和机床切削能耗多目标优化模型,采用带精英策略的快速非支配遗传算法（NSGA-II）进行求解,求解出优化后的加工要素（n主轴转速,vf进给速度,ap切削速度,aε切削宽度）。重新规划刀路轨迹及后处理生成NC代码,并对优化模型前后加工主轴力、功率、材料去除率等参数进行比较,验证模型优化的正确性,最终在五轴机床上试验证明其合理性,达到低碳的目的。