近些年来,数控机床朝着高速、高精度方向发展,动态误差日益受到重视。五轴数控机床应用广泛,在进行加工时,动态误差影响着其加工精度,对动态误差进行分析有利于提升五轴数控机床的加工精度。针对五轴数控机床的误差检测,目前主要是通过试切检测试件,并对其进行测量得到误差的大小,并以此作为机床加工精度的评判依据。但实际的加工检测中,会引入原理误差和其他误差,导致试件测量结果不能准确反映机床的精度。虽然采取多种技术手段可以降低数控机床加工的误差,但是仍然不能排除原理误差的影响。因此本文研究了基于刀具包络面的S试件轮廓误差计算方法,旨在排除原理误差对最终结果的影响。该方法针对S试件模型,在加工过程中通过采集五轴数控机床各轴的实际位置,计算S试件的轮廓误差。首先,针对S试件进行建模,构建S试件的理论模型;针对双转台五轴数控机床进行运动学分析,建立数控机床的运动学模型,得到理论运动变换。其次,建立侧铣刀具的几何模型与解析表达式,通过侧铣加工包络条件推导刀具扫掠包络面的计算过程;针对加工S试件用的圆柱铣刀,根据刀位文件得到其运动轴迹面,进而得到圆柱铣刀侧铣加工包络面。接着,针对实验中的五轴数控机床,在按照给定的精加工代码运行时,采用数据监控客户端采集机床各轴的运动位置;通过刀具位置来获取检测试件的侧面轮廓,将该侧面与理论加工侧面进行对比,得到实际采集获取的侧面与理论加工侧面之间的偏差,然后使用三坐标测量机测量S试件,得到轮廓误差。最后,采用本文方法,在实验中进行了S试件动态误差计算,得到在空载与负载情况下的刀具扫掠轮廓可视化表达,并计算得到对应的轮廓误差图。通过本文的研究,排除了S试件在进行侧铣加工时的原理误差,使数控机床的动态误差更加准确。