汽轮机叶片是汽轮机中最重要的组成零件之一,对汽轮机工作效率有重要影响,目前汽轮机叶片的形状越来越复杂,扭曲的变截面叶片是常见的一种形状,如何提高扭叶片的加工质量和加工效率是目前研究热点。本文利用NURBS曲线曲面的理论知识对叶片进行了数学建模。为了达到叶片高速高质量的加工要求,深入研究了实时前瞻NURBS插补算法、基于牛顿迭代法的NURBS插补算法和速度自适应插补算法的基本理论和插补流程。速度自适应插补算法的速度跟弓高误差和曲率半径的大小有关,保证了加工精度;实时前瞻插补算法可以有效避免加速度超限,实现加工速度平滑;基于牛顿迭代法的NURBS插补算法对插补参数进行了计算优化,降低了进给速度波动率,从而保证了加工稳定性。然后以叶片的数学模型为基础,根据叶片横截面的结构特点选取叶片的顶部、中部和底部的横截面为研究对象,对叶片各截面同时采用实时前瞻NURBS插补算法、基于牛顿迭代法的NURBS插补算法和速度自适应插补算法进行数控插补仿真。为汽轮机叶片采用不同NURBS插补算法提高其加工质量和加工效率提供了理论依据。从仿真结果图中可以看出:利用实时前瞻NURBS插补算法、基于牛顿迭代法的NURBS插补算法和速度自适应插补算法对汽轮机叶片模型从弓高误差、进给速度、加速度和速度波动率等几个方面进行了分析比较,分析结果表明,相对于基于牛顿迭代法的插补算法和速度自适应插补算法,实时前瞻NURBS插补算法更能有效提高汽轮机叶片的加工质量和加工效率。