以汽轮机为代表的透平机械广泛应用于航空航天、能源动力等领域，而叶片作为汽轮机的核心零件，其型面的几何精度和表面质量是影响汽轮机工作效率和机组寿命的关键因素。中长型叶片多具有型面复杂、薄壁、刚度低等特点，这极大得限制了其加工精度和加工效率的提升，为了有效解决该问题，本课题组提出了双刀对刀加工机床和工艺方法。本文基于双刀加工机床，对典型叶片的双刀加工工艺和技术进行了研究，通过叶片实际切削加工，对双刀加工中存在的问题进行了分析讨论。
通过对双刀机床结构的分析，并结合叶片的传统加工工艺，将叶片的加工分为粗、半精和精加工三个阶段；根据各加工阶段的要求和目标，在粗加工阶段采用双刀纵切的加工方式，并将进出气沿表面和叶盆叶背表面分开加工，在半精和精加工阶段采用螺旋加工方式，单刀完成整个型面的加工；并以减少叶片变形为主要目标，优化了各加工阶段的加工参数，最终确定了一套适合在双刀机床上加工叶片的加工工艺路线。
针对叶片各加工阶段，并结合双刀机床的结构特点，设计各阶段加工轨迹的规划算法。首先研究了能够有效控制非线性误差的步长算法，并根据双刀机床的结构关系提出了适用于该机床的刀矢规划算法，为各阶段刀具轨迹规划提供了基础。通过分析双刀加工的特点及机床运动关系，分别对叶片进出气沿表面和叶盆叶背表面的双刀轨迹进行了规划，并在叶盆叶背表面轨迹规划时考虑了切削力抵消效果；分析了双刀加工时进给率的特殊性，以刀触点速度平稳为目标对进给率进行优化；根据叶片型面及螺旋轨迹的特点，考虑螺旋线间的残留高度，规划了一种适合叶片加工的螺旋轨迹算法。通过计算程序时间发现，本文规划的加工方案较传统方案效率可提高33.6%。
最后在双刀机床上通过叶片实际切削加工对本文规划的双刀轨迹及单刀螺旋轨迹进行了验证。通过实际加工结果与仿真切削结果的对比发现，单刀螺旋轨迹的加工效果与仿真效果相符，而双刀对刀加工轨迹则在叶片表面产生了切削缺陷；通过对该类缺陷形态及形成过程的分析，发现其形成机理可能与“拍振”有关；针对叶片加工过程中可能导致加工缺陷产生的因素进行了模拟仿真分析，得到了与与实际加工表面形态类似的仿真加工表面形态。并针对此类缺陷的消除，提出了改进措施。