本文基于等距思想提出针对不同类型被加工曲面的优化刀具路径规划方法。针对三维自由曲面加工，通过把微分几何中的测地线的短程性与运动平稳性与传统等距偏置法相结合，得到优化的等距偏置法。与传统等距偏置法相比，新方法使得刀具在运动过程中保持较高的进给速度，有效改善了加工过程的动力学性能；与传统等参数、等截面线法相比，新方法具有分布均匀的加工带宽，有效减少了冗余切削。对于带岛屿的二维型腔加工，通过引入图形分割理论实现了对被加工型腔的“分区规划”，避免了等距环间的互交检查，有效的提高了计算效率。 首先，论文介绍了曲线等距技术的基本理论。针对平面单一曲线和组合曲线分别给出了计算方法，而空间曲线又分为一般法向等距和测地等距两种，其中一般法向等距是沿曲线法向方向上移动距离为常数的点的轨迹，测地等距是沿正交于曲线且测地线距离为常数的点的轨迹。 其次，针对不同的被加工曲面类型给出具体的等距轨迹规划方法。对于自由曲面加工，提出一种基于测地线理论的等距偏置轨迹规划方法。在该方法中，等距偏置分为以下两种方式：一种是找到曲面上的一条测地线，然后按照一般空间法向等距方法计算该测地线的等距线。另一种是先在曲面上任取一条曲线，再按照测地等距线方法计算其等距线。最后，通过连接离散的等距线生成刀具轨迹。 针对二维多岛链型腔内腔加工，给出一种基于图形分割理论的等距偏置轨迹规划方法，通过对岛屿群的合理划分实现了型腔的“分区规划”等距偏置加工方法。其方法是按照岛屿数量及其分布情况分割待加工曲面，分割后的每一个部分按照传统等距偏置法生成刀具轨迹，最后把各个独立区域的刀具轨迹连接起来以得到最后加工所需的刀具轨迹，该方法有效避免了等距环的互交检查。 最后，论文以实际模型为例，分别给出加工自由曲面和多岛链型腔的刀具轨迹，通过编程将优化的等距偏置方法与等参数线法、等截面线法和传统等距偏置法等进行了比较，结果显示在轨迹线的总长度、加工时间和轨迹连续性上，优化的等距偏置轨迹规划方法都优于传统方法。最后利用UG／NX等软件的仿真功能进行动态仿真，并在加工中心数控机床对本文算法验证。