冷轧管材由于具有优越的机械性能和物理性能而被广泛应用于航空航天、核电、船舶、汽车、机械制造等领域。它是通过冷轧管机的冷轧方式成型的,轧辊作为冷轧管机完成管材轧制生产过程的主要成形模具,其加工质量直接决定了冷轧管材的质量。由于异形轧辊孔型具有复杂的曲面特征,很高的尺寸精度和表面质量要求,加工难度较大,其加工成本在高精度管材总的生产成本中一直占据着较大的比重。目前针对孔型曲面特征和加工工艺的研究较少,尤其是涉及到孔型铣削加工参数优化的研究较少,也没有形成评定孔型曲面误差的标准。本文通过对孔型复杂曲面特征、加工工艺以及加工参数优化的研究,提出了满足轧辊孔型高尺寸精度、表面质量、加工效率以及低生产成本要求的走刀路径和铣削参数,并对孔型曲面误差进行了评定,为异形轧辊孔型的加工提供了理论依据和实用方法。在研究异形轧辊孔型的曲面特征和设计图的基础上,根据孔型径向截面外廓曲线各分段的加工要求,运用Matlab软件对外廓曲线进行了拟合与逼近,并对孔型轴向截面的开口度、宽度和辊缝等参数进行了分析,采用Pro/Engineer软件完成了异形轧辊的三维建模。针对异形轧辊模型的特征以及轧辊加工精度和加工效率的要求,在分析多种轧辊孔型加工工艺的基础上,设计了适合实际生产的加工工艺流程。通过铣削试验分析了孔型曲面曲率半径和球头铣刀倾角对铣削力的影响,并在分析曲面特征和铣削加工过程的基础上,建立了精铣加工的铣削力模型和球头铣刀系统悬臂梁受力变形模型,从而得到了铣削力及铣刀系统变形与曲率半径、铣削参数的关系,为后续的加工参数的优化提供了可靠的理论依据。为了提高异形轧辊孔型的加工效率与精度,进行了走刀路径的优化,建立了铣削加工参数优化的数学模型,得到了优化的铣削加工参数。最后,根据异形轧辊孔型的曲面特征,提出了评定曲面误差的方法,孔型曲面误差分析的结果表明本文提出的异形轧辊孔型加工工艺能够满足加工精度和质量的要求。