在汽车转向器行业，对引进的动力转向器进行反求设计并进行加工验证是产品研发的重要手段和途径。汽车转向器摇臂轴非圆齿扇的反求主要难点有两个方面：第一，准确地提取非圆齿扇齿条的反求设计特征，包括静态尺寸和动态性能；第二，进行非圆齿扇齿条运动分析与验证。在提取工件参数、齿扇齿廓坐标、刀具尺寸、齿扇齿条的传动比之后，结合MATLAB仿真，得出了非圆齿扇的反求理论齿廓坐标。通过将反求理论齿廓坐标与实际测量齿廓坐标进行对比，从理论上验证了特征提取的精确性和运动分析的正确性。基于华中HNC-808数控系统，开发了数控插齿机专机系统。系统采用工艺卡片式的人机交互界面，使用宏变量编写插齿加工G代码。加工出该反求设计的非圆齿扇，通过方向机厂装配检验验证，满足了厂家的生产要求。

使用成形法加工螺旋转子需要事先计算出成形铣刀的廓形。通过研究螺旋转子与铣刀之间的相对运动,基于螺旋面几何特征提出了螺旋母线的概念,其显著特征为：螺旋母线上距离铣刀旋转轴线之间距离最近的点即为接触点。提出了基于螺旋转子几何特征的接触线数值计算方法,利用二分逼近算法对初步计算的接触点进行迭代,可计算出满足任意精度要求的接触线,进而得到成形铣刀的廓形。为了验证该廓形的正确性,使用数字化运动仿真方法,得到了成形铣刀的运动点集。再使用指定空间内距离最短法,提取出铣刀点集内包络面上的点集。最后通过对比内包络面点集与螺旋转子理论轮廓面,最大误差为0.2526mm,平均误差为0.0478mm,结果表明基于几何特征的接触线数值计算方法和数值化运动仿真方法准确可行。

在分析连续微小线段运动规律的基础上,结合S型曲线加减速运动规律的优点,提出了直接调速法模型,建立了过渡曲线关于线段夹角的参数方程.考虑到最大加速度和轮廓加工精度的要求,给出了过渡曲线最优解的计算方法.根据直接调速法模型确定了过渡曲线的插补算法,接着进行了仿真.仿真结果表明根据直接调速法确定的过渡曲线能够保证整个加工轨迹曲率变化连续,加工速度快,转接区域加工时间可缩短(33~50)%.