高速铣削技术与传统加工方法相比,能显著提高零件的加工效率和表面质量,是科技界研究的热门领域之一。实现自由曲面的高速数控加工的前提是生成正确合理的刀具轨迹。本文对环形刀具五轴高速数控加工的轨迹规划等内容进行了研究,在理论基础、几何仿真、速度和加速度计算分析上进行了一些探索。1.研究了几种常用的刀具轨迹规划方法,针对环形刀具的高速铣削加工提出了一种自适应刀轴矢量的等残留高度算法,其设计思想是在传统等残留高度算法基础上,根据待加工表面和刀具曲面的曲率关系,以避免局部干涉为约束条件,求得最大加工行距,同时又能计算出每个刀触点对应的刀具姿态。相对于传统的等残留高度算法,本文提出的方法更加充分发挥了五轴数控加工的优势,避免造成数控机床加工能力的浪费。2.针对模具制造业常用的一种开放式结构曲面,用MATLAB软件进行数控加工刀具轨迹的仿真,验证了刀具轨迹规划的正确性和可靠性,并与采用等残留高度法生成的刀具轨迹线进行比较,从仿真结果中可以看出本文的方法能够提高加工效率。3.采用恒表面进给速度方法比较了本文提出的方法和传统的等残留高度法在相同进给速度条件下,机床各坐标轴的速度、加速度特性曲线。比较分析两种刀具轨迹生成方法的动力学特性。结合刀具轨迹的几何仿真,更加全面地比较了两种方法生成的刀具轨迹的优劣。