球頭銑刀是數控加工復雜曲面(尤其是自由曲面)的重要刀具，市場需求量很大。由于球頭銑刀刃形復雜，目前國內外對球頭銑刀的加工大多需在多軸聯動數控機床上實現，由于設備昂貴(可達上百萬美元)，因此刀具的單件加工成本較高。為降低刀具加工成本，作者自1991年開始研究球頭銑刀的非數控加工方法，并與合作研究者一起先后提出了磨制球頭銑刀前刀面、EPS線條 后刀面的數學模型，探討了硬質合金球頭銑刀的相關加工模型和球頭銑刀的序列生產問題。在對球頭銑刀的深入研究開發中，為解決原加工方案中后刀面磨削機構較復雜的問題，改用平面曲線靠模代替空間曲線靠模進行加工并獲得成功，進一步降低了銑刀加工成本。
為使同行對球頭銑刀非數控加工的原理及方法有一個總體概念，本文對幾個文獻中闡述的加工原理及用于最終形成產品的相關主干數學模型作一匯總介紹。