叶轮类零件是一类具有代表性且造型比较规范的、典型的通道类复杂零件，其形状特征明显，工作型面的设计涉及到空气动力学、流体力学等多个学科，因此曲面加工手段、加工精度和加工表面质量对其性能参数都有很大影响。故叶轮的设计与制造密不可分。 传统的叶轮加工方法是叶片与轮毂采用不同的毛坯，分别加工成形后将叶片焊接在轮毂上。此方法不仅费时费力，且叶轮的各种性能难以保证。近年来，多轴数控技术尤其是五轴数控技术的发展使得叶轮的整体加工成为可能并日益普及。 本论文以三元整体叶轮五轴数控加工的刀位规划、刀位计算方法等为核心内容，结合数控加工过程中的外延内容如几何建模等技术，对整体叶轮的五轴数控加工进行了较为全面的研究。 讨论了利用B样条曲线插值反求直纹面叶片型线的方法，进而借助UG完成了直纹面形式的整体叶轮几何造型。结果表明针对一组空间坐标点和各点处的厚度值，采用累加弦长参数化对其进行三次B样条曲线插值，可保证该空间曲线C~2连续，同时各点处的厚度值也C~2连续，这种方法可用于多维数据的插值与逼近。 分析了三元整体叶轮叶片曲面的局部特征，在此基础上，利用微分几何学知识，生成了五坐标线接触法粗、精加工用的刀具运动轨迹。结果表明对于三元整体叶轮的侧铣加工，在规划刀具路径时，可根据中性面上的盖盘曲线、轴盘曲线和相应点处的叶片厚度构造叶片曲面，进而生成刀具轴迹面，刀具沿轴迹面的运动则包络出叶片曲面。 采用数控仿真系统对前面生成的刀具运动轨迹进行整体干涉检验，判断曲面的整体可达性。通过计算机仿真技术，模拟刀具、工件几何体、加工环境及刀具路径和材料去除的过程，最终在加工之前得到了合理、优化的加工方案。结果表明将理论分析与仿真技术相结合，是复杂曲面设计和数控加工刀位验证的一种有效途径。 将刀位文件转换成指定数控机床能执行的数控程序，通过在五坐标数控机床上对实际工件的加工，验证了理论分析的正确性。