数控加工中,具有良好速度规划性能的刀具路径是保证机床各轴平滑运动的基础。在有旋转轴参与联动的多轴加工中,由于刀尖点运动与机床运动之间的非线性关系,工件坐标系下光顺的刀具路径无法保证机床各轴平滑的运动。当给定的加工速度较高时,上述非线性关系可能导致机床震动以及在一些特殊位置处的指令加速度超出伺服电机的性能约束,使加工无法正常进行。为此,本文提出了一种在机床坐标系下平滑刀具路径的算法,旨在改善多轴加工小线段刀具路径的速度规划性能,使其更好的满足“效率优先”加工场景的加工要求。为了快速评价刀具路径的速度规划性能,推导了物理轴速度及加速度试算公式,建立了刀具路径与机床运动性能之间的联系,然后在试算公式的基础上,引入了估算加速度的概念,制定了基于估算加速度的物理轴速度平滑性评价准则。针对机床物理轴在连续多条小线段间的速度、加速度波动和加加速度过大的问题,提出一种在机床坐标系下辨识与调整小线段刀具路径节点（由机床各物理轴位置构成的多维数据点）中可能的速度不连续点（possible velocity discontinuity point,PVDP）的方法,实现了对机床各物理轴速度平滑性的直接和同步改善。该方法将刀路节点的单轴分量作为独立的处理对象,通过分析目标轴估算加速度的性质,识别出PVDP,并考虑目标轴估算加速度的局部均匀性,优化调整PVDP的目标轴分量。对于完整的刀具路径,为获得允差约束下最佳的速度规划性能,提出了一种自适应平滑算法。该算法首先对刀具路径进行分段处理,然后,在允差约束下依次对各分段进行迭代的PVDP辨识与调整,降低编程点中PVDP的占比,逐步改善刀具路径速度规划性能。设计并开发了刀具路径离线平滑软件,实现了刀具路径的平滑处理。对本文提出的方法进行了仿真加工验证,实验结果表明,该方法大幅提高了刀具路径的速度规划性能,极大地改善了机床各轴速度的平滑性。