现代数控系统和数控机床的发展与CAD、CAM软件日趋成熟,这不仅提高了机械零件的加工质量和加工效率,也在曲面加工技术上取得了一定的进步,但空间曲面的加工轨迹依旧存在着不够平滑,残留量不均等问题。具有复杂曲面的零件被广泛应用于车辆、船舶、航空航天、模具、人造骨骼等领域。长期以来,复杂曲面数控切削加工过程一直存在表面加工质量不足、加工时间过长等问题,在具有空间复杂曲面的零件切削加工中,刀具轨迹开发、路径优化、干涉处理以及仿真加工等,始终是现代高速高精度数控加工技术的研究重点与难点。论文在介绍近年来各种数控刀具加工轨迹规划方法,分析其优缺点的基础上,探索了更加适应曲面高速加工的平滑加工刀具路径;提出了一种可以应用于空间复杂曲面的等残留量连续平滑加工路径规划方法,并开发了相应的路径规划及相应的G代码生成软件,能够对复杂空间曲面加工进行连续平滑的刀具路径规划。等残留量连续平滑加工路径规划方法是通过”等分截面求交法”、”等距刀位点计算法”、”等弦长螺线生成法“等轨迹规划算法得到密集的离散刀位数据点,然后利用三次三角插值样条曲线对刀位数据点进行插值拟合,使各个刀位点光顺、平滑地连接,从而得到等残留量连续平滑加工路径;该刀具轨迹规划算法能有效地减少刀具在加工过程中的抬降刀、快速移动、加减速、停顿以及大角度方向变换,减小加工面残留量,从而降低机床的冲击和振动,延长刀具使用寿命,提升加工曲面的微观平滑度。本文基于空间曲面等残留量连续平滑加工轨迹规划算法,采用Visual FoxPro语言,开发与之配套的等残留量连续平滑加工路径的自动规划软件,实现从STL模型三维数据处理到路径规划,再到数控程序G代码生成的一体化进程。在实际加工实验前使用Matlab进行刀具轨迹的三维图形输出验证,并利用CIMCO软件进行实际加工前的切削模拟仿真,保证了加工过程的可靠性。曲面加工等残留量连续平滑路径规划方法不仅可以适用于单凸单凹曲面,还可以用于复杂的多凸凹空间曲面。使用该方法设计的刀具轨迹具有平滑无间断、切削力平稳、表面残余量均匀等优点,可以获得较高的零件表面质量。