整体叶轮作为透平机械的核心部件,在航空、航天、船舶、化工等各个领域里起着至关重要的作用,叶轮的制造质量和效率往往体现了一个国家的现代化水平。作为叶轮加工的第一步,叶轮流道的粗加工既需要确保加工效率,同时对零件表面的加工质量也有一定的要求,因此叶轮流道的粗加工刀位规划方法一直是重点的研究课题。此外,由于国内研究机构关于叶轮粗加工刀位规划方面的CAM软件相关的技术储备很少,利用NX的二次开发功能开发出叶轮流道粗加工的CAM模块也同样具有重大意义。鉴于上述情况,本文以半开式整体叶轮为研究对象,主要从以下两方面入手研究:在刀位规划方面,首先提出了一种等切深均匀分层的加工策略,并针对叶轮流道宽度变化的特点,给出了采用平底刀铣削时每一层分层曲面及其边界的确定方法。针对任一分层曲面,通过分析其几何形状和曲率变化,在优化了传统的等残留高度法的基础上,提出了一种基于回转曲面性质的刀具路径规划方法,用以解决传统分层法规划路径时,刀具路径冗余和计算量较大的问题。其次将刀轴矢量的确定与刀具干涉相结合,提出了一种刀轴矢量优化方法,使刀具在干涉区域前后过渡更加平滑。在叶轮流道粗加工的CAM模块开发方面,借助于NX的二次开发功能实现了上述算法,并搭建出整个刀位规划程序。程序开发主要分为两部分,第一部分为UI界面的设计,主要参数为叶轮模型的建模相关参数、刀具半径、残留高度、精加工余量和分层切削深度;第二部分为主程序的实现,首先根据建模参数和分层切削深度确定每一层分层曲面,然后在每一层分层曲面上根据刀具半径和精加工余量确定粗加工边界,在确定好边界的分层曲面上,选择一条合理的初始路径,并根据相邻路径残留高度一定的原则规划刀具路径,接着将规划好的路径离散得到刀触点,在每一个刀触点处规划刀轴矢量并优化以避免干涉的发生,最后将无干涉的刀触点转化为刀位点文件导出。最后将上述程序产生的刀位文件导入NX的切削模块中,利用该软件自带的后处理功能进行刀轨可视化和动态仿真,由此验证了上述刀位规划方法的正确性