自由曲面也称为复杂曲面,已经广泛应用于各种工程领域。自由曲面通常设计用来满足和提高审美和功能需求,如汽轮机叶片、口腔修复体模型等。曲面的高效加工是现代工业中一个重要课题。随着三维测量技术、逆向工程的快速发展,离散网格曲面数控加工技术得到了快速发展,因此本文基于三角网格曲面的数控加工技术进行了深入研究。针对传统截平面法计算效率低下的问题,设计了基于网格曲面邻接关系的求交算法,去除了冗余的刀触点数据。分析了网格曲面和截平面求交的情况,充分考虑网格模型的邻接关系,快速定位相邻的交点,求交的同时也实现了交点的排序工作,提高了截交线的计算效率。在此基础上,设计了等残留环状刀轨生成算法,采用基于顶点的偏置方法,构造局部截平面求交,通过基于交点的轮廓环方向判别方法对轮廓环进行裁剪处理,实现环状轨迹的生成,减小了刀具轨迹的长度。对于五轴数控加工的刀具定位,本文研究了在环形刀的刀具无干涉方位角C空间内整体优化刀轴方向的算法。采用截平面法计算网格曲面的刀触点轨迹。根据刀具的局部干涉、后跟干涉和全局干涉确定刀具的C空间。在该C空间内,考虑机床的运动学性能,采用有向图最短路径Dijkstra算法,以相邻刀触点的两个角速度变化量之和为权值,实现了刀轴矢量的整体光顺,刀具的两个角速度和角加速度变化较为均匀。分析标准APT文件的格式,实现包含刀轨信息的APT文件的输出,采用带倾斜转台的五轴数控系统DMU50V的后置处理算法生成NC代码。根据数控加工的流程,设计了基于三角网格模型的数控自动编程系统的框架,对系统的功能模块进行验证,最终实现了数控程序的生成,利用VERICUT进行仿真,验证了程序的正确性。