内齿圈广泛运用在汽车自动变速箱、机器人减速器等行星轮系当中。为了提高内齿圈的承载能力和疲劳寿命,需要对其进行热处理,而薄壁的内齿圈在热处理的时候容易产生热变形,且该热变形的方向是不可预测的。热变形会导致内齿圈精度的下降,已经无法满足汽车和机器人日益增长的对低噪声、低振动和高精度的要求,因此需要对热处理后的内齿圈进行精加工。热处理后的硬齿面会给后续的齿轮加工带来困难,传统的硬齿面内齿圈成形磨齿加工方法加工效率较低,并不适用于批量化生产的汽车和机器人行业,而且汽车自动变速箱中的内齿圈直径较小,成形磨齿加工的砂轮无法伸入内齿圈加工,因此有必要开发出新型的硬齿面内齿圈加工方法和技术。针对上述问题,本文基于曲线共轭理论,开发了一种可用于连续分度磨削内齿的锥形螺旋齿砂轮。用这种砂轮磨削内齿圈,随着进给,砂轮的背吃刀量逐渐增大,一次完成整个内齿圈的加工,既可以解决内齿圈因为直径过小而无法加工的难题,也可提高加工效率。本文首先分析锥形螺旋齿砂轮的切削原理,即砂轮与工件在同步运动的过程中,齿面接触点始终存在相对速度从而产生切削作用;之后结合曲线共轭理论深入研究工件齿面的成形原理和成形过程,推导出锥形螺旋齿砂轮齿面的数学模型;提出将齿面加工余量分层的思想,研究锥形螺旋齿砂轮的设计方法。以典型内齿圈为例,分析相关参数对锥形螺旋齿砂轮设计的影响,给出相应的选取依据,通过对内齿圈磨齿进行仿真加工,验证刀具设计的合理性。制定砂轮制造的工艺路线,使用五轴数控工具磨床对砂轮基体进行加工,在基体上电镀CBN磨粒。最后进行内齿圈磨齿加工试验,结果表明锥形螺旋齿砂轮磨齿的加工原理和砂轮的设计方法是可行的。