三峡水轮机转轮是当今世界上最大尺寸的混流式转轮，重量近500吨，最大外径10米左右，其叶片厚度达300毫米，居世界首位。水轮机转轮是由上冠和下环中间通过叶片相连并焊接而成，是水轮机发电的动力产生部件和心脏，因此它的制造质量至关重要。上冠重115吨／毛重180吨，外形尺寸Φ8.4×Φ1.6×3M呈薄壁喇叭形，下环重达81吨，外形尺寸Φ10×Φ9.4×2.3M程薄壁筒形。材质均为ASTM A743M(ZG00Cr13Ni4Mo)奥氏体不锈钢。由于其一，它们的形状所致，在加工制造中给工件的装夹和翻身带来很大的难度。其二，它们的材质有较好的韧性在切削过程中易产生积屑瘤，刀具的选择至关重要。其三，它们的轴线截面轮廓由基本的直线、圆弧和一些点坐标组成，给加工和测量带来不便。其四，下环为薄壁，直径比壁厚约67，及易变形，给运输和加工带来困难。本文针对这些问题从理论上和实际应用的需要对上阐述问题的解决方法进行了研究，其主要研究成果和特色如下： (1)针对企业机械加工工艺条件和加工能力，确定了大型铸件、大型薄壁铸件工序安排和工步安排的思考原则，制定了工序间加工余量大小确定的方法。 (2)在对大型零件在加工装夹中自身重力产生的摩擦力所起作用的总结基础上，提出了大型不规则铸件和大型薄壁铸件的装夹和工装的设计方法，完成了相应的工装设计工作。 (3)分析论述了转轮体上冠、下环的直径测量以及过留面测量的测量方法，对大型不规则铸件的测量有指导作用。 (4)大型数控加工设备的加工精度对工件质量的影响如何在实际使用中进行弥补的问题进行了探讨。同时，对不能用手工精确编程或用手工编程程序较长的程序，应用CAM软件进行自动编程，生成最优程序。 (5)对材质为ZG00Cr13Ni4Mo的奥氏体不锈钢的切削加工，总结出了在刀具的选择上的原则和切削用量的原则。 (6)对加工零件的点阵数据，应用CAD软件进行分段插值用三次样条函数光滑拟合建立实体模型。针对机床夹紧力的大小对薄壁零件的变形情况，应用CAE软件进行分析，达到了预期的研究目标。