五坐标数控铣削加工具有柔性、等优点，已成为整体叶轮加工常用的方法之一!利用五坐标数控加工中心制造整体叶轮，加工编程是其关键技术之一。加工编程的主要任务是确定刀具和工件的相对位置和相对运动，生成数控加工刀具轨迹，以驱动加工中心的运动，完成自动切削！在保证整体叶轮制造质量的前提下，效率是非常重要的指标！一般将整体叶轮的切削分为粗加工和精加工：粗加工的主要任务是在尽可能短的时间内去除尽可能多的材料；在精加工中，既要生产出符合精度要求的合格产品，又要求切削效率高!

　　计算等参数线的包络直母线。包络直母线求解要满足：直母线要完全在包络一侧，即叶片型面相邻流道的内侧，以保证加工余量，避免发生过切和刀具干涉；叶尖与叶根加工余量尽量均匀！文献采用小面积原理求解包络直母线，如图2（b）中点划线所示，这种方法材料去除率大，但可能会使叶尖部分加工余量比叶根部分更多，降低加工时叶片的刚度！另一种方法是基于叶尖和叶根等加工余量求解包络直母线，如图2（b）中的实线所示，这种方法留出的加工余量较大.

　　本文从提高加工效率出发，分别讨论了面向插铣方式的粗加工刀具轨迹生成算法和基于鼓形刀具的精加工刀具轨迹生成算法！整体叶轮插铣粗加工编程技术1插铣加工插铣加工，又称Z轴铣削法，是指刀具沿刀轴方向进给，利用刀具端面的切削刃进行钻、铣组合切削。与侧铣等加工方式相比，插铣加工刀具的径向切削力大为减小，从而可减轻刀具振动。采用插铣加工，在其他条件相同的情况下，可增大切削量，从而提高加工效率!目前，UG、CATIA已有三轴插铣加工编程模块，而对于复杂的整体叶轮，需要五坐标数控加工来实现！

　　如图6所示，鼓形刀鼓形大旋转半径为R，鼓形刀母线的曲率半径为Re，鼓形刀沿轴向长度为Le。设鼓形刀和整体叶轮叶片曲面在P点切触，nc为叶片曲面在P点的单位法向矢量!设叶片曲面在P处对应的2个主曲率方向的单位矢量为e1和e2，叶片曲面在P点以弧长参数形式r（b，f）表示，（e1，e2，nc）构成切触点P处的局部坐标系。将鼓形刀中心点Tc定位在沿单位法矢nc、与P点距离为R的偏置点上；设k1和k2分别是叶片曲面在P点处沿着e1方向和e2方向的2个主曲率，则在P处的局部坐标系内，由微分几何，得鼓形刀表面的P点处局部二阶近似为nT=0.

叶轮加工定制

　　干涉判别算法如下：首先将整体叶轮的叶片曲面离散成足够多的离散点{Pi}，i=1，2,…，N,再对任意一点进行分析，分析出叶片曲面的大和小曲率{k1i}和{k2i}，则设K1=max{k1i}和K2=max{k2i},只要kc≥K1且kcK2，则以此为几何参数的鼓形刀加工叶片曲面时一定不会产生局部干涉!2鼓形刀加工刀触点规划规划刀具轨迹的生成方法基于等参数线变步长法，设当前的刀触点为p（ti），由该点通过弦截法计算下一刀触点p（ti+1)，并使2点之间加工误差δ不大于加工容差Ei。

　　在计算刀轴矢量时，由于相邻2个刀触点一般非常接近，其干涉环境类似，刀轴矢量基本相同或者变化不大，没有必要在每个刀触点位置都计算其刀轴矢量，这样将降低加工效率。研究在曲面曲率变化剧烈的地方或者易发生碰撞干涉的地方设置了一些关键刀轴矢量.通过后续的干涉检查，修正刀轴矢量，再根据刀位坐标计算方法就可以得出新的刀位数据。叶片偏置直纹包络面的求解过程如下：求解叶片偏置面的n+1条等u参数线C（ui，v）（i=0，1，…，n），如图2（a）所示.