闭式导叶轮是核反应堆冷却剂循环泵(简称核主泵)中重要的能量转换部件,其加工质量直接影响着核主泵长期安全运行的稳定性和工作效率。由于闭式导叶轮不仅具有和叶轮叶片相似的复杂曲面特征,还具有深流道、窄空间、材料难加工的特点,其制造一直都是机械制造领域的难题之一。本文以闭式导叶轮多项关键数控加工技术为研究对象,从三维造型技术、数控编程技术、闭式导叶轮深流道加工工艺技术、刀具减振工艺措施和侧铣加工技术等方面进行了研究,主要完成了以下研究内容:(1)闭式导叶轮的三维造型技术在工程过程中,三维造型是实现数控加工和数字化制造的前提和基础,一旦出错,后面的工作将会失去意义甚至造成严重的经济损失。因此,三维造型技术的准确性显得十分重要。本文在研究自由曲线曲面造型技术和B样条的造型基础上,提出了闭式导叶轮的造型方法和步骤。经实践证明,该造型方法合理、有效。(2)闭式导叶轮的数控编程技术针对加工区域难划分,工件与刀具、刀柄、机床NC头易干涉碰撞等问题,从刀位轨迹规划及编辑、程序仿真等方面深入研究,提出了一种可加工区域的边界表示法和全尺寸的程序仿真方法。(3)深流道加工工艺技术针对闭式导叶轮的深流道、窄空间的几何特点,从刀具选型、刀具补偿和优化切削参数等方面研究出一套深流道加工工艺技术。从加工结果看,该技术可有效解决因刀具悬伸过长引起的刀具让刀、刀具振动剧烈的问题。(4)闭式导叶轮的侧铣加工研究对端铣法和侧铣法进行研究,重点研究了侧铣加工的多种算法,提出了一种适合半开式导叶轮的侧铣加工新方法——分段分片侧铣法。经实验验证,该方法有效、可行。进一步将该方法推广至闭式导叶轮,经反复分析,该方法应用于闭式导叶轮仍存在诸多问题,实用性较差。本文总结出了一套行之有效的闭式导叶轮数控加工关键工艺技术,通过在德玛吉DMU125P五轴加工中心上成功实现了我公司首台闭式导叶轮的整体数控加工,加工出的闭式导叶轮完全满足图纸要求,并顺利通过了业主的实验验证。本课题的研究成果可推广应用于其他结构类似的闭式叶轮和导叶轮制造。