复杂曲面表达的产品几何形状可控,性能优良,在航空航天、汽车、船舶及模具等工业领域获得了广泛应用。现今复杂曲面的造型技术已较成熟,但是其加工仍是一大难题。多轴联动数控机床为复杂曲面的加工提供了可靠途径,也极大地提高了其加工质量和加工效率。数控加工过程中,刀具轨迹与零件的加工精度和加工效率密切相关,也直接影响刀具寿命和机床的动态性能。合理的刀具轨迹规划是复杂曲面加工的重要保证,是复杂曲面数控加工的关键技术。刀具轨迹规划分为两部分内容,一是刀具轨迹的参数,即走刀行距、步长的取值；二是刀具轨迹的拓扑形状,即走刀方式。曲面加工理想的刀具轨迹要满足：走刀行距、步长分布合理,加工后的残余高度均匀一致；切削平稳,切削力的波动小。本文以实现复杂曲面零件的高质量高效率加工为目标进行研究,具体研究内容如下：在给定残余高度和加工误差的基础上,对UG数控加工刀位点数据进行走刀行距、步长优化。将数据点分组,通过最小二乘拟合法建立与曲面几何特征相关的具有最优走刀行距、步长的刀具位置网格。以网格节点作为加工的刀位点,任一刀位点往其所有邻居刀位点走刀均能获得均匀一致的残余高度。通过Matlab软件进行编程完成刀具位置网格的建立及迭代过程,计算网格节点的Z坐标和法矢量、曲率,确定网格节点的位置以及各节点与其邻居节点间的相关关系,将上述信息存储作为后续规划的基础。针对走刀行距、步长优化后的刀位点,分析加工过程中产生的切削力波动的影响因素,以曲面几何特征为基础,综合考虑刀具轨迹拓扑形状与加工过程中的切削力波动,合理规划走刀方式,以加工过程中产生的切削力波动最小为约束制定走刀方式规划原则,根据实际加工情况在基本原则基础上附加约束条件,获得刀具轨迹。通过减小切削力波动以提高曲面加工质量。规划后的刀具轨迹不仅能满足曲面的残余高度等几何要求,而且考虑了加工过程中动态特性和物理因素,保证了加工过程中产生的切削力波动小,对加工质量、刀具和加工设备均大有益处。对所获得的刀位数据信息进行了后置处理,编制用于三轴加工的G代码,最后以马鞍面刀位点数据为例,进行工件的提效和加工质量验证实验,验证了本文提出方法的正确性和有效性。