随着复杂曲面类零部件的广泛应用,非可展直纹面也更多的受到重视。五轴侧铣加工非可展直纹面的过程中会产生原理误差,因此如何有效的规划加工刀路以减小原理误差便成了侧铣加工非可展直纹面的研究重点。本文通过研究非可展直纹面的几何特性与加工特性,提出了一种新的加工路径。对非可展直纹面的相关几何特性与加工特性进行研究,分析非可展直纹面扭转角的产生原理以及原理误差的产生机理;获得加工非可展直纹曲面的原理误差的经验公式;应用粒子群算法以及分割逼近法计算空间点到曲面的距离,实现刀路轨迹的误差评定过程。提出了一种新的刀路轨迹局部优化方法。首先通过非可展直纹面的扭转角以及刀具的半径确定一个弧形范围作为刀轴的初始定位位置;其次使用侧铣非可展直纹面的原理误差经验公式确定对初始弧形范围的划分;然后基于误差传递理论对初始确定的刀轴位置进行筛选;最后使用刀轴的误差拟合获得进一步优化后的刀轴位置;通过获得刀尖点位置得到整个刀路轨迹。提出了一种新的基于曲面逼近的刀路轨迹整体优化方法。首先对初始刀位轨迹求取刀具加工包络面;使用曲面上的点表示加工包络面并在设计曲面上找到对应点;将两组点集作为两个曲面逼近的优化对象并通过序列二次规划算法求解该问题;使用优化得到的齐次空间变换矩阵对刀位轨迹进行空间变换得到优化后的刀路轨迹;对优化后的刀路轨迹求取刀具加工包络面获得优化后的误差分布。建立仿真实验验证提出刀路轨迹局部优化方法与整体优化方法。一方面刀路轨迹局部优化方法通过与三点偏移方法进行比较验证了其有效性;另一方面通过比较最小二乘法与序列二次规划算法对目标曲面逼近问题的优化效果验证刀路轨迹整体优化方法的有效性;最后通过对五轴机床检验标准试件“S”试件的仿真与加工实验确定本文提出的刀路轨迹优化方法的有效性与可行性。