型腔类零件广泛存在于航天航空、汽车、模具等制造业中，因其往往具有复杂多型面结构、精度要求高等特点而使得在传统的加工条件下加工效率不高加工质量难以保证。高速铣削加工技术的出现为这类零件的高效高精度加工提供了新的解决途径。但要将高速铣削加工技术应用于型腔类零件的加工，除具备高速铣削加工机床和刀具等条件外，适用于高速铣削加工的光滑连续、切削平稳的加工刀具轨迹规划就成为了关键。针对型腔环切加工环间法向过渡刀具轨迹不光滑、圆弧过渡时出现圆弧和直线连接间断等问题，提出了Clothoid曲线和B样条曲线两种新的环间过渡方式，研究了型腔高速铣削加工时环间过渡刀具轨迹连续、铣削力平稳的优化策略。结果表明：Clothoid曲线过渡和B样条曲线过渡的刀具轨迹均光滑连续、切削过程平稳，适用高速加工的要求。首先，论文介绍了型腔高速铣削加工中刀具轨迹的研究现状。包括刀具轨迹的生成、刀具轨迹的连接和型腔高速铣削加工的走刀方式，并重点介绍了型腔高速铣削加工的过渡方式。其次，着重阐述了型腔高速铣削环切加工刀具轨迹规划算法的实现。结合高速铣削型腔环切法刀具轨迹和网络优化理论中Dijkstra算法的共同特点，将Dijkstra算法用于环切法刀具轨迹的连接，推导基于Dijkstra算法的型腔高速铣削加工刀具轨迹算法，解决型腔高速铣削加工刀具轨迹生成中存在的轨迹干涉、轮廓的自交处理等问题，实现型腔的高速铣削加工。然后，介绍了国内外现有的CAM软件环切加工时自带的环间过渡方式：法向过渡和一般圆弧过渡。对于环间法向过渡方式，环间的刀具轨迹不连续，而且刀具在过渡过程中存在铣削力的突然增大，影响高速铣削加工零件的质量，严重时还会造成刀具的崩断等。对于圆弧过渡，当圆弧过渡半径大于行间距离的一半时，该圆弧的一端直接与刀具轨迹相交，另一端则是直线段连接，行间刀具轨迹不连续。根据以上环间过渡方式的不足及高速铣削加工的要求，提出了环间Clothoid曲线过渡和环间B样条曲线过渡。最后，文章建立了型腔高速铣削加工环间法向过渡、较大圆弧过渡、Clothoid曲线过渡和B样条曲线过渡的数学模型，并进行了仿真和切削实验测试。通过型腔高速铣削刀具轨迹的仿真、铣削力的测试、表面粗糙度特征的分析，验证了环间Clothoid曲线过渡方式和B样条曲线过渡方式优于圆弧过渡和法向过渡。