随着世界经济的发展，对能源需求越来越大，传统不可再生能源已接近枯竭并且污染严重。再生能源、清洁能源是人类发展的共同需要，作为主要清洁能源之一的核能已成为当今世界共同追求和发展的主要方向。但核安全是核能的中心问题，核电主管道作为反应堆的关键部件，其强度决定核反应的安全系数，核安全事故往往与反应堆主管道的状态紧密连接。整体锻造的AP1000核电主管道较传统铸造管，强度和使用寿命大幅提高，安全系数是铸造管的2倍以上；但制造难度也很大，主管道内孔属于弯曲深孔给最终的精加工带来了很大的难度。传统机床及加工装备及加工装置不能满足弯曲深孔加工需求，目前仍是世界性加工难题。本课题就是承接国家科技部挂出，几年来没有单位和个人承接的国家重大专项。基于内孔外形的尺寸、形位精度要求及AP1000主管道锻件材料性能分析，本论文提出一种随动加工内孔的全新方法，利用虚拟制造技术设计出随动加工装置结构，并对其有限元分析及运动仿真，在通过缩小比例的样机试验，最终制造出合格的专用设备。本课题主要研究是随动加工装置进行运动理论分析、完成高刚度转动关节的结构设计、并对其ADAMS运动仿真、通过实验解决高压密封、应用Pro/E三维软件对随动加工装备零部件进行了三维建模及虚拟装配，并利用Pro/E的机构模块对随动加工装备进行运动仿真并做干涉检查，同时也利用Pro/E的Mechanica功能对随动加工装备的重要部件有限元分析，优化其结构；再应用ANSYS软件对该装备进行模态分析，得到随动加工装备和各零部件的模态固有频率和振型，以此来评价该装备和零部件的动态特性。本课题的关键技术是切削动力源的传递；高刚度转动关节结构设计；随动轨迹的编程及计算。本课题采用的随动加工方法有效的解决了AP1000核电主管道内弯孔的加工的难题。本课题的研究虽然以AP1000核电主管道内孔为加工对象，但成果可广泛应用于弯孔随动加工领域。