曲面加工是数控技术和CAD/CAM技术的主要研究和应用对象,在航空航天、汽车、模具等工业领域占有重要地位。提高曲面零件的加工效率和精度,是业界不懈奋斗的目标。然而,由于缺乏描述加工过程铣削力等物理因素变化的有效工具,为防止出现过载、颤振等不良状况,实际生产中不得不采用保守的加工参数,导致加工时间延长,制造成本增加。研究曲面加工中的铣削力等物理因素,可以在加工之前为制定合理的加工工艺提供有力的理论指导,进而提高生产效率,降低制造成本。本文对曲面等高加工中的铣削力和让刀误差进行了研究,主要研究内容如下：1、以刀刃微元的轴向位置角为参数,改进了球头铣刀切削力模型和未变形切屑厚度模型,使其能够适应曲面加工中切削几何条件的变化。基于槽切加工的平均铣削力,提出了一个显式的多项式切削系数识别模型,并通过分析最小二乘参数估算方法,给出了选定槽切实验参数的原则和确定最小槽切次数的方法。2、以每齿进给量为单位,将曲面等高加工看成是一系列微小斜平面等高加工的组合。根据各小斜面加工的始末刀具位置建立了一个刀具进给方向计算模型,基于改进的Z-Map模型研究了一种快速确定刀具切触区域的方法。并提出了一种通过仿真计算各小斜面加工铣削力,进而预报曲面加工铣削力的方法。3、通过计算实例分析了现有的悬臂梁方法,得出离散分布负载悬臂梁方法的极限形式(即积分式)在计算过程中没有精度损失。然后基于该极限形式,针对球头铣刀静态切削负载下的让刀变形,提出了一个积分式阶梯悬臂梁模型。模型抗弯刚度系数通过、悬垂实验进行逐步识别。4、针对球头铣刀斜平面等高加工,在让刀误差产生位置,通过求解圆弧切触边界与刀刃曲线的交点建立了让刀变形影响刀刃切触情况的反馈模型,并讨论了其成立的最小轨迹间距条件。然后基于微分离散的思想,将该变形反馈模型推广到曲面等高加工过程中,提出了一种预报曲面等高加工让刀误差的方法。5、通过对现有的让刀误差补偿方法进行理论和实例分析,得出补偿加工中切削平衡状态可以直接从理想刀具位置中提取。考虑到球头铣刀曲面加工中让刀变形与让刀误差间的差异,并结合补偿加工中切削平衡状态的特点,提出了一种直接以让刀变形为补偿对象的曲面加工让刀误差补偿方法。