桨毂螺栓是直升机旋翼系统的关键紧固件,桨毂螺栓的疲劳寿命是影响直升机飞行安全的重要因素之一。滚压强化是提高桨毂螺栓疲劳寿命的重要工艺,传统滚压强化采用手动机床滚压的方式,存在滚压精度低、一致性差和效率低等问题。本文针对桨毂螺栓特征部位的滚压强化需求,研究了桨毂螺栓滚压力与支撑力控制、精密对刀等关键技术,设计并研制了桨毂螺栓滚压装备,主要研究内容如下:（1）制定了采用高精度测力传感器的滚压力与支撑力在线测量方案,设计了可实现滚压力与支撑力在线测量的机械结构。研究了桨毂螺栓滚压强化过程中滚压力与支撑力的力位控制技术,建立了频域系统内基于PID内环位置控制和力信号外环反馈的滚压力与支撑力阻抗控制模型,编写了基于位置的阻抗控制Lab VIEW程序,实现了桨毂螺栓滚压过程中实际滚压力与支撑力对期望值的追踪。（2）针对不同规格桨毂螺栓根部R角、退刀槽、螺纹牙底滚压强化需求,分析了桨毂螺栓滚压装备的动态功能和设计需求,确定了桨毂螺栓滚压装备的卧式总体布局和结构组成,发明了集成滚压力测量与控制、数字化在机上料、精确对刀、刀具自动滚压的全自动桨毂螺栓滚压装备。根据桨毂螺栓滚压装备运动控制要求,确定了控制系统和水气系统总体设计方案,制定了桨毂螺栓滚压装备的设计参数。（3）面向不同滚压部位曲面特征差异问题,开发了针对螺栓根部R角、退刀槽和螺纹牙底的系列化专用刀具,提出了一种通过特征曲线刀具作用点转换,适应复杂曲线的加工轨迹优化方法。推导了满足不同尺寸部位的桨毂螺栓的X向、Z向对刀公式,研究了滚压轮与滚压部位精密对刀策略。绘制了桨毂螺栓滚压装备主轴回转单元、刀具进给与支撑单元三维模型,确定了各单元具体工作形式与电机参数。（4）制造了桨毂螺栓滚压装备,测试并分析了桨毂螺栓滚压装备性能。经过检测,对刀精度最大误差为8μm,满足精密对刀需求。制定了在位滚压力与支撑力测量的精度测试方案,建立了修正力传感器输出的滚压力与支撑力误差补偿数学模型。开展了300M钢桨毂螺栓滚压强化可行性试验,滚压前表面粗糙度Sa1.16μm,滚压后表面粗糙度Sa0.258μm,提升了77.76%,验证了桨毂螺栓滚压装备的加工可行性。本文设计并研制了桨毂螺栓滚压装备,研究了桨毂螺栓滚压力与支撑力控制、精密对刀关键技术,并在企业得到实际应用,该成果对提升直升机桨毂螺栓制造水平和抗疲劳性能具有重要意义。