齿轮作为工程机械中重要的零部件,具有传动高效、承载能力强、寿命长、运行稳定可靠等优良性能,已经广泛的应用于航天、能源、汽车和船舶等各行各业的产品制造之中。为满足齿轮加工朝着高效率、高精度、低成本、定制化发展的趋势,以及解决传统的齿轮加工方式在齿轮加工精度、效率、柔性与小批量大模数类齿轮生产方面的不足日益明显的问题。提出了一种采用通用盘铣刀与通用加工中心,基于空间自由曲面包络理论与齿面精度特性的柔性加工齿轮的包络铣削法。依据齿面包络理论以及展成过程,综合的考虑齿廓表面的微分几何特性与齿面精度特性做到在刀具路线规划的过程中按需分配,利用构建的齿廓方向的走刀步长计算公式推算沿齿廓方向走刀步长的最大距离、通用刀具切削齿面时留下各刀位点对应的步长间距以及各刀位点对应的齿廓渐开线展角,进而推导出基于齿面精度特性的柔性包络铣齿下齿廓渐开线展角与残高差两者的计算公式。本文主要研究了盘铣刀铣削时的刀具路径和齿面的精度特性两者间的优化匹配关系,具体的研究内容如下:(1)研究基于通用盘铣刀的柔性包络铣齿加工理论。分析盘铣刀柔性包络铣齿加工的几何学原理,利用空间坐标系之间的矩阵变换理论构建通用盘铣刀的刀具坐标系与渐开线圆柱直齿轮的工件坐标系两者间的变换关系,分别建立了渐开线圆柱直齿轮齿面坐标方程和法矢以及通用盘铣刀的坐标方程和法矢,进而求解出柔性包络铣齿过程的刀位点。(2)研究刀具路径与齿面精度特性之间的影响关系。通过介绍常见的等步长控制法、等残高差控制法的特点以及齿轮加工的精度与效率加的矛盾,提出了一种考虑齿廓表面微分几何特性与精度特性的渐开线齿轮柔性包络铣削进刀策略;通过数值模拟的方式开发仿真程序,研究等残高差控制法和基于齿面精度特性的刀路轨迹控制法与齿面误差之间的关系,并对比了在相同进刀次数的条件下两种进刀方式得到的齿面残差;分析齿轮参数(齿数、模数、压力角)对齿面误差的影响。(3)基于齿面精度特性模拟利用通用盘铣刀对渐开线圆柱直齿轮的柔性包络铣齿加工。依托仿真软件的辅助加工模块进行加工仿真,刀具为通用盘铣刀,加工对象选用渐开线圆柱直齿轮。仿真过程主要包括创建三维数模、设置加工环境、根据齿面特性完善加工的刀具路径文件以及生成刀具路径、进行后处理并生成NC代码,最终通过对比数值仿真与模拟加工的结果,验证基于齿面精度特性进刀方式的可行性。