加工精度是评价零件是否合格的首要指标,在金属切削加工中具有重要作用。现代制造业中,复杂曲面零件越来越多,五轴联动数控铣削加工被广泛采用,在航空航天、汽车、轮船、能源等重要行业中发挥着巨大的作用,其加工精度和效率反映了一个国家的数控加工水平。数控加工过程中,由于各种误差因素的存在,使得加工过程始终偏离给定进程,造成加工误差。传统生产过程中,通常基于经验和反复试验的方法制定加工工艺,保证零件的加工精度,但周期长,成本高。若能在加工前准确预测零件的加工精度,则可替代试切环节,缩短生产周期,降低成本；还可以用于指导工艺方案的优化,合理选择加工设备和加工参数,在保证零件加工精度的同时使制造资源得到最大化利用,从而提高生产效率；另外,根据预测结果对加工误差进行补偿,可在现有的设备条件下提高零件的加工精度,增强企业的加工能力,减少设备投入。为实现上述目标,本文在分析、总结前人研究工作和成果的基础上,结合实际加工过程,以复杂零件五轴联动数控铣削加工为对象,对其加工精度的预测及补偿技术进行了研究,主要研究工作和成果如下：(1)研究了五轴数控加工误差建模方法。基于多体系统运动学理论,建立了一个包含机床几何误差、工件位姿误差、刀具几何误差和安装误差在内的通用五轴数控加工综合误差预测模型。以在一台PM20型龙门式双刀摆五轴数控铣床上加工一件扭曲的S型试件(以后简称“S件”)为例,验证了该模型的正确性。(2)研究了五轴数控铣床平动轴几何误差参数测量与辨识方法。分析了国防科技大学粟时平等提出的基于激光干涉仪的十二线辨识法,分别在一台PM20型龙门式双刀摆五轴数控铣床、一台VMC650m型双转台五轴数控加工中心和一台GMC820u型双刀摆五轴数控铣床上进行了实践应用。(3)研究了五轴数控铣床回转轴几何误差参数测量与辨识方法。提出一种基于球杆仪的测量与辨识方法,使用球杆仪分别在三个方向进行三次简单测量,独立地辨识出每回转轴六项几何误差参数值。使用Renishaw QC10型球杆仪,在一台VMC650m型双转台五轴数控加工中心上进行了实践应用,验证了该方法的可行性。(4)研究了工件位姿误差的测量及辨识方法。针对“一面两销”定位,在常规设计计算只考虑销-孔配合的基础上,加入夹具安装误差及定位面几何误差的测量与计算,提出一种更完整的工件位姿误差测量与辨识方法,试验验证了该方法的正确性。(5)研究了零件加工精度预测方法。在误差模型的基础上,将空间误差向零件轮廓法向投影,得到轮廓法向误差；根据几何形状将复杂零件划分为多个典型特征,分别预测各典型特征的尺寸和形状误差。基于VS2010和Oracle10g开发了预测软件原型。以在一台GMC820u型五轴数控铣床上加工“S件”为例,验证了预测方法的正确性和可行性。(6)研究了零件加工误差的补偿方法。采用软件误差补偿方法,提出一种分为两步的误差补偿改进算法,首先对回转轴进行补偿,再对平动轴进行补偿,使补偿计算过程快速收敛。考虑机床几何误差,基于VC++6.0开发了补偿软件原型。分别以在一台PM20型五轴铣床上加工“S件”和一台VMC650m加工中心上加工一锥台零件为例,验证了补偿算法的正确性及可行性。通过上述研究,形成了从误差建模、测量辨识到预测、补偿的一整套五轴联动数控铣削加工精度预测与补偿方案,通过实例验证了该方案是正确可行的。