球头立铣刀作为数控机床上加工复杂曲面的一种比较合理的高性能结构刀具,在模具制造、汽车制造、航天航空、电子通讯产品制造等行业有着广泛的应用。球头立铣刀的刃磨是其制造过程中最后一道工序,也是球头立铣刀多次重磨必须进行的一道工序。该工序是保证刀具切削性能的关键。本论文根据MKZ6313五轴数控钻尖磨床刃磨运动的特点,应用微分几何、坐标转换、数值分析等理论知识,主要研究了球头立铣刀刃口曲线、前后刀面模型,加工制造工艺及数控刃磨自动编程软件等方面。首先,基于螺旋角及螺旋运动,建立并分析了正交螺旋刃形刃口曲线。然后,基于该刃形曲线模型、五轴数控磨床刃磨运动方式,推导与建立了具有等法前角的前刀面和具有等主后角的后刀面的球头立铣刀数学模型,并对模型进行了Matlab分析与仿真。其次,分析球头立铣刀前后刀面加工制造工艺,利用不同控制算法对前后刀面刀位轨迹进行计算,以C++Builder与Matlab软件为平台,根据加工模型,设计开发了球头立铣刀数控刃磨自动编程软件,输入相关参数后,可以得到用于五轴磨床的数控加工代码,实现产品的加工。然后利用Pro/E软件建立了数控五轴磨床主要零部件的三维实体模型和虚拟装配模型;在Pro/E运动仿真模块中研究五轴虚拟磨床刃磨球头立铣刀的仿真运动。最后,调试机床的软硬件系统,实验验证球头立铣刀前后刀面的刃磨,取得较好的实验结果。试验证明了五轴数控磨床能较好的实现球头立铣刀的加工运动,同时也表明本论文建立的球头立铣刀的数学模型是正确的,数控自动编程系统有较好的实用性。本文的研究成果将为实现在现有的五轴数控磨床上加工或修磨球头立铣刀的产业化作准备。