几何造型和刀具运动轨迹是实施数控加工的两大关键技术,其中几何造型是生成数控加工刀具轨迹的基础,而零件数控加工的准确性则只能在合理的刀具轨迹的前提下才能予以保证。刀具轨迹的生成是复杂零件数控加工中重要的内容之一,刀具轨迹规划合理与否,不仅直接关系到切削效率、加工质量及加工成本,而且还影响机床的动力性能及刀具的使用寿命。目前,在生产实际中刀具轨迹的确定基本上是通过人机交互的方式完成的,过分依赖工程师的经验,未能实现自动化。本文针对这一现状,从实用的角度出发,作了以下几个方面的工作:首先讨论了数控加工中工艺参数的选择,介绍了运用遗传算法优化工艺参数的方法。其次,讨论了平面轮廓加工中刀具运动轨迹建立的原理和方法,针对数控铣削加工中刀具补偿建立及取消时,刀具轨迹方向设置不合理而造成的干涉现象及程序编制过程中指令设置不合理而造成的过切现象等问题,进行了详细的分析,并提出了解决方案。再次,对自由曲面的走刀模式进行了较深入的研究,重点研究了行切走刀模式。根据换行时的加减速、加工时匀速运动的特点,以加工效率为目标,建立了刀具的运动时间数学模型,为走刀方向的自动优化提供了理论依据,有利于进一步实现走刀方向的自动化。最后,以飞机模型为例,对刀具轨迹生成方法进行了仿真验证,表明沿长轴方向走刀,具有减少走刀次数、缩短程序、节省内存空间等优点。