ZC1蜗杆具有轮齿弯曲强度高、诱导法曲率半径较小、承受冲击载荷高、传动效率高、齿面接触应力较小等优点,是冶金、矿山、环保等行业重型或精密蜗杆传动的主要形式。随着ZC1蜗杆在重点工业领域的深入应用,对蜗杆的设计与制造也提出了越来越高的要求,特别是如何实现ZC1蜗杆的高效精密制造成为亟待解决的问题之一。目前ZC1蜗杆的加工主要是采用粗车和精磨相结合的方式,加工过程中工艺路线长并且各工序间需要重新对刀,易产生偏差导致加工精度不稳定,并且这种加工方式加工效率低下且后处理步骤繁杂。旋风铣削作为一种高效、绿色的螺纹制造方法可以显著提高生产率及加工表面质量,并且可以实现“以铣代磨”,其明显的加工优势也受到切削加工领域越来越多的重视,成为高性能ZC1蜗杆加工的备选工艺之一。然而由于旋风铣加工时切削运动及刀-件相对位置关系复杂,按传统廓形设计方法设计出的成形刀具在加工过程中会产生过切或欠切现象,导致蜗杆齿形误差加大,制约了硬旋铣在ZC1蜗杆加工中的应用。为此本文研究了ZC1蜗杆数字化模型和截面数据快速获取方法,建立了基于蜗杆轴向等距截面包络的刀具廓形精准设计方法。研究了硬旋铣加工中刀具与工件的相对运动规律,建立了符合真实运动规律的硬旋铣加工蜗杆齿形三维模型生成技术,并深入分析了不同加工参数对齿廓误差的影响。通过实验与仿真相结合,验证了刀具廓形的准确性。建立了ZC1蜗杆硬旋铣加工刀具廓形设计流程,开发出了廓形快速数字化设计系统。主要工作如下:（1）研究ZC1蜗杆轴向齿廓的精密测量方法,实现齿廓离散点云数据的快速精确获取。分析ZC1蜗杆齿形特点,研究齿形的逆向建模方法,基于截面离散数据实现完整齿形的高效数字化重构。研究刀-件齐次坐标变换原理,利用ZC1蜗杆数字化齿形数据,实现刀具廓形离散数据的反求。（2）分析硬旋铣运动特性,研究特定工艺系统中刀廓与齿形的耦合关系,建立ZC1蜗杆包络成形模型,利用运动仿真方法验证廓形设计效果,分析不同加工参数对齿廓误差的影响。研究ZC1蜗杆硬旋铣过程中切削力变化规律,建立实际工况下工艺系统宏观变形模型,基于实验方法,研究切削过程参数对刀-件变形及齿形成形误差的影响,对加工参数进行修正。（3）建立ZC1蜗杆硬旋铣加工刀具廓形精准设计流程,基于现有的数字化建模平台开发刀具廓形快速设计系统,实现齿形重构、刀具数字化模型及工程文档输出等功能。