为了提高机床的加工效率及加工质量,本文采用理论分析与实验验证相结合的方法,对球头刀轨迹生成算法及切削参数优化进行了研究。针对刀具轨迹规划和切削参数优化方面的研究现状及不足,提出了相应解决方法。论文主要研究内容如下：(1)在刀具轨迹生成算法研究基础上,分析刀具轨迹各种生成算法的优缺点,提出适合于球头刀加工轨迹生成算法。(2)提出了基于等距截平面法的球头刀轨迹生成算法。针对机床加工过程中存在的干涉问题,给出了干涉量的计算方法,消除了刀具轨迹干涉现象,有效地提高了表面质量。(3)在切削参数优化方面,提出了应用遗传算法对切削参数进行优化。推导并建立了以最少加工成本、最少加工时间为目标函数的切削参数优化数学模型。并根据已知加工信息,通过分析比较切削参数优化前后结果,验证了该算法的准确性。(4)基于VC++6.0软件结合OpenGL开发了刀具轨迹规划可视化系统。该系统通过加工实例,对刀具轨迹生成算法进行了验证。该系统具有曲面读取、生成刀具轨迹、刀具轨迹干涉检测等功能,从而实现刀具轨迹仿真。本文提出了基于等距截平面法的球头刀轨迹生成算法,并对切削参数进行了优化,实现了减少机床加工时间,提高加工效率的目标,对提高机床的生产效益具有重要意义。