随着我国国防、航空航天、光学等领域的快速发展,具有周向轮廓凹凸起伏、局部曲率急变等特征的复杂曲面零件得到了广泛应用,这类零件往往还采用具有硬度高、脆性大的难加工材料,为保证零件使役性能,对该类零件的加工表面质量提出了愈加严苛的要求。随着慢刀伺服技术的发展,慢刀伺服磨削成为实现该类复杂曲面零件高质高效加工的重要手段,目前复杂曲面慢刀伺服磨削加工刀具轨迹规划方法仍存在以下不足:其一,复杂曲面磨削过程中,传统的砂轮磨削点位置计算方法不完全适用,易导致砂轮几何参数错误计算以及刀位点轨迹偏差;其二,曲面周向轮廓凹凸起伏特征易导致刀具轨迹波动,影响零件加工表面质量和效率。鉴于上述问题,本文开展了复杂曲面慢刀伺服磨削加工刀具轨迹规划研究,提出了面向具有周向轮廓凹凸起伏、局部曲率急变等几何特征的复杂曲面高质量加工的刀具轨迹规划方法,具体研究内容如下:（1）虑及复杂曲面全区域加工及无干涉的砂轮几何参数确定方法。首先,分别建立球面砂轮-曲面接触模型和圆弧端面碗形砂轮-曲面接触模型,完成了加工过程中两种砂轮上磨削点位置计算,确定了虑及曲面全区域加工的砂轮圆弧角度。然后结合曲面几何特征分析确定虑及局部无干涉和全局无干涉的砂轮圆弧半径参数和砂轮杆参数。（2）基于残留高度约束的平稳磨削加工刀具轨迹规划方法。首先,为保证轨迹连续性,基于残留高度约束规划覆盖整个曲面的螺旋刀触点轨迹。然后,调整凹特征区域的刀触点以减小加工过程中各直线运动轴速度、加速度波动,结合刀触点、曲面几何特征与砂轮几何参数生成刀位点轨迹。最后,根据砂轮-曲面接触模型对加工过程机床C轴转角进行计算,结合刀位点信息和设定的C轴转速生成慢刀伺服磨削NC加工程序。实例计算结果表明,在相同加工要求前提下,相较于传统等残留高度法,本文提出的方法能使加工过程中各轴最大速度降低35%以上,最大加速度降低46%以上。（3）基于项目搭建的超精密磨削加工平台进行复杂曲面零件慢刀伺服磨削加工实验。分别采用设计的球面砂轮和圆弧端面碗形砂轮对精密物理实验样件进行磨削并对加工结果进行测量、分析,球面砂轮和圆弧端面碗形砂轮磨削粗糙度分别达到63 nm、56 nm,用超景深显微镜观测磨削痕迹均匀、波动小,验证了本文提出方法的有效性。本文提出的复杂曲面慢刀伺服磨削加工刀具轨迹规划方法可显著降低加工过程中各轴的速度、加速度波动,可实现周向轮廓凹凸起伏、局部曲率急变类复杂曲面高质量加工,具有重要理论意义和工程实用价值。