近年来,随着汽车、航天、造船和模具等工业的发展,对于零件性能的要求越来越高,因而零件表面形状变得越来越复杂,加工质量要求也不断地提高。五轴数控加工以其灵活、高精度、高效率等特点在复杂曲面加工中得到了越来越广泛的使用。虽然五轴加工的优越性早为人们所认识,但至今尚未遍及。除了设备价格昂贵以外,一些亟待解决的技术方面的原因束缚了五轴加工的进一步推广以及其优越性的充分发挥。这些原因本质是由于刀具在被加工曲面上运动极为复杂所造成。所以,对五轴加工中刀具成形技术进行进一步的深入研究,解决当前面临的主要技术问题具有非常重要的作用和意义。本文主要工作如下:1、本文针对五轴数控加工中出现的局部干涉和全局干涉情况,给出了采用刀具成形技术来减少和避免加工中出现的干涉情况,通过分析和验证以及具体实例进行动态模拟,所得结果非常满意。2、阐述了五轴加工技术的知识核心、知识领域、方法和加工中出现的局部干涉和全局干涉等方面内容。3、根据被加工工件的曲面几何形状最终由刀具扫掠面(swept surface或包络体(envelope volume))决定,扫掠面求解对加工过程的动态模拟和加工误差的控制直接相关。扫掠曲面由扫掠轮廓线(swept profile)沿着加工路径扫掠而成,因此确定扫掠面的计算问题可转化扫掠轮廓线的计算问题。在国内外研究成果的基础上,给出环形刀具在主轴摆动式五轴数控机床上扫掠轮廓线的显式表达。4、在显式表达的基础上分析了扫掠轮廓线在刀具曲面不同部分的形状及性质,列举扫掠轮廓线各种可能性,为进一步进行加工过程的动态模拟和加工误差的控制奠定坚实的基础。5、在建立的理论基础上结合OpenGL软件,建立鼠标模型并进行模拟加工验证,刀具扫描体的表面光滑,各个离散的扫描体的衔接连续,能够反应真实的刀具扫描体的包络面。