作为一种具有复杂曲面的零件,螺旋锥齿轮的设计和加工过程很复杂,因此在正式生产前往往需要通过调整、试切来初步验证所使用的加工调整参数的合理性,但是这一过程会延长生产周期、增加生产成本、造成资源的浪费。在虚拟环境中以螺旋锥齿轮的虚拟加工代替传统的调整试切可以很好的解决以上问题。另外,虚拟加工不仅可以验证机床调整参数的合理性,还可以为TCA分析、有限元分析等分析工作提供精确的模型。因此,本文利用计算机仿真技术进行了螺旋锥齿轮齿面成型过程可视化仿真算法的研究。为解决目前切削过程几何仿真中普遍存在的求交速度慢、精度低、独立性差等问题,本文提出了“层片分割算法”,即先将齿坯模型进行层片分割并建立分割特征的数学模型,然后将刀具数学模型转换到齿轮坐标系下,再求解刀具切削面与分割特征的交点,最后通过对相邻加工时刻的特征集中的元素进行取舍得到每一切削时刻的齿面数据模型。由于该算法是在VC平台上结合OpenGL图形库实现的,因此可独立于现有的商业软件。同时,采用Matlab和VC混合编程进行求解计算使该算法具有较快求解速度和较高的精度。另外,基于实际的生产情况,本文还建立了刀具和齿坯的简化数学模型以及模型的参数化接口,可通过输入参数控制刀具和齿坯的几何尺寸。根据齿轮和刀具的外形特征以及在切削过程中的变化特点,建立了刀具的显示模型以及齿轮的三维重构模型,即用若干NURBS曲面表示齿坯模型,通过对NURBS曲面的绘制及裁剪以及利用三角面片重构齿面实现切削过程中齿坯的快速三维重构。此外本文为了实现对传统机械式铣齿机以及数控铣齿机加工螺旋锥齿轮切削过程的仿真,还研究了机械式铣齿机和数控铣齿机的结构及运动原理,以及机械式铣齿机到数控铣齿机的运动转换原理。