复杂直纹曲面在航空航天、汽车轮船等先进工业领域中有着广泛应用,其加工水准也从侧面反映了一个国家先进制造水平的高低。侧铣作为一种高效率的典型加工工艺,被广泛运用在直纹面类零件的成型加工中。直纹曲面造型复杂,铣削过程中常常伴随铣削力及机床综合刚度的不断变化,从而引起型面加工误差分布的不一致。目前传统的铣削变形研究都是基于经典模型预测铣削力,然后施加该预测力进行有限元仿真分析,忽略了工件型面特征对铣削力、机床综合刚度影响。因此本文提出一种基于工件型面特征的铣削力预测模型和机床变刚度模型,并将二者结合预测出型面任意离散点的加工变形,这不仅有助于重新认识曲面加工变形误差的表现规律,而且为侧铣加工的变形控制提供一定的理论依据。中国“S”形检验试件具有变曲率、凸凹等多种几何特性,可作为复杂直纹曲面的典型代表,因此本文以侧铣加工S试件为例,旨在提出一种适用于复杂直纹曲面侧铣加工变形的误差预测模型。论文主要研究工作如下:1.基于经典铣削理论,建立侧铣直纹曲面的铣削力通用预测模型。对模型关键影响参数作出调整及优化。基于S曲线加减速原理,引入多重机床性能约束对刀具铣削速度进行规划;计算不同型面特征对啮合角以及每齿切削量的影响。2.在综合考虑机床各运动轴刚度、刀具刚度以及工件刚度基础上,建立一种机床综合闭链刚度场模型。通过集中参数法获得机床运动轴刚度,通过有限元法计算刀具以及被加工工件的刚度,基于雅克比矩阵法建立工作空间的机床变刚度模型。以S试件为例,分析机床在不同加工姿态下沿直纹曲面法向的综合刚度的分布规律。3.将铣削力与机床变刚度模型结合,建立侧铣直纹曲面的变形误差通用预测模型。以加工S试件为例,研究工件型面特征与铣削变形误差的映射关系;在仿真模型中改变不同运动轴的刚性,分析其对铣削变形的影响程度;最后仿真分析不同机床类型以及不同切削参数对铣削变形误差的影响关系,为侧铣加工变形误差的控制提供一定的参考依据,并通过实验验证了上述结论。