旋风铣削法能高效、低耗、清洁加工不同材料的各种复杂零件。要在我国实现其精密加工应用,需要解决与高速旋风铣削密切相关的诸多技术问题。本论文针对其中五轴联动旋风铣削机床的开发研制及综合误差建模与补偿问题进行研究。首先通过分析旋风铣削主要误差与速度的关系,论证了高速超高速是其用于精密加工的研究发展方向。应用虚拟制造技术对五轴联动旋风机床进行了设计与运动仿真分析。建立了三维数字分析模型,根据验证原理、机构和动态性能的顺序,运用仿真技术检验并修改了高速条件下的旋风机床结构设计。分析得知机床性能与设计质量能满足旋风加工要求,验证了方案的可行性;研究了处于旋风机床“刀具—机架”运动链最末端,其制造质量对加工精度影响最大的旋风刀具的多目标优化造型,对刀片、刀杆与刀盘进行了虚拟设计与装配并进行了有限元结构分析。通过静力学及模态分析,得到各个设计参数对刀具的静、动态影响,找出了各零件的薄弱环节,为刀具、刀盘以及连接支承件的结构设计方案验证和比较提供了可靠理论依据。为实现五轴旋床“进化”加工,研究了其误差建模和补偿。分析了机床各部件的几何误差和热误差对刀具和工件之间空间位置误差的影响,利用机器人运动学的有关原理进行了其综合误差分析与建模。基于小误差运动假设,详细分析了具有两个转动副的五轴旋风铣床误差运动和补偿运动的相互关系,利用机器人的微分变换原理,对误差补偿运动进行了解耦分析,通过解耦获得了五轴旋风铣床各运动副的位置及方向(转角)误差补偿量,建立了可以进行空间五个误差补偿量计算的数学模型。进一步建立了考虑工件热胀冷缩时五轴旋风铣床加工螺纹的误差实时插补计算的数学模型,为五轴旋风铣床用于螺纹精密加工时的综合误差实时补偿提供了理论基础。