高效加工是机械加工的不断追求,其中提高进给速度是提高加工效率的有效手段。在曲面高速进给加工条件下,由于曲面轮廓的复杂性,机床各轴运动加剧,引起机床轴振动冲击,直接影响加工质量,甚至破坏机床内部结构。本文针对曲面高速进给数控加工技术展开研究,提出了一种基于冗余自由度加工的机床各轴运动改善方法,核心是在考虑各轴运动学特性及动力学特性约束的基础上,通过对冗余自由度机床各轴运动的调整,达到以下目标：在保证机床电机不超载的情况,提升进给速度；提高机床轴运动的平稳性,避免机床的振动冲击,以提高工件加工的质量。论文主要工作如下：(1)冗余自由度下机床运动的合成分解。建立机床的运动学变换模型以明确机床各轴运动与实际加工轨迹之间的关系；分析冗余自由度轴的增加如何影响其它轴的运动,作为调整机床轴运动的依据；计算冗余自由度下的非线性加工误差。(2)冗余自由度下机床的运动学与动力学特性分析。根据原始的加工数据,计算机床各轴在整个加工过程中实时的运动学特性,包括进给速度、加速度、加加速度；分析机床轴伺服电机驱动特性和伺服驱动系统的固有特性,推导出机床各轴的运动约束条件；结合以上运动学及动力学特性分析,检验各轴运动是否合理,并确定首先超过运动约束条件的轴。(3)冗余自由度下机床的运动调整。在机床动力学特性约束条件下对超限轴的运动进行调整,并根据冗余自由度下机床各轴的运动合成分解原理,求解除超限轴之外的另两个轴的运动位移,完成对机床各轴运动的调整,使得调整后的各轴运动均满足机床要求,且更加均衡,从而达到减小机床振动冲击、提高表面质量和进给速度的目的。(4)鞋楦曲面五轴数控加工实验。以鞋楦曲面的冗余自由度加工为例,将调整前后的各轴运动数据编入数控程序中,并分别进行加工,对比两次加工效果,验证本文提出的运动调整方法在提高机床稳定性和进给速度方面的有效性。