随着制造业的不断发展,数控技术已经成为机械制造行业中最重要的技术之一。目前,曲面零件在产品中的应用也越来越广泛,特别是大型复杂曲面零件,这也给数控加工提出了更高的要求。曲面零件无干涉刀具轨迹的生成是数控加工技术的关键之一,兼顾加工效率和加工表面质量也是一个难题。在应用过程中,五轴平头铣削有许多优点,但也存在着明显的不足,例如运动复杂和不能很好地避免干涉。因此,三轴球头刀铣削仍然在实际应用中得到广泛的应用。本文对三轴球头刀加工曲面的刀具轨迹生成算法和干涉检查算法进行研究。基于ACIS平台和VC++6.0构建一个小型加工系统,能够对曲面进行加工模拟,生成无干涉的刀具轨迹,并且能够输出标准刀具轨迹文件。通过分析APT法、等参数线法、截面线法、多面体法、投影法和偏置面法等多种曲面加工方法的特点,本文提出用等残留高度法作为曲面加工的刀具轨迹规划方法。等残留高度法是通过控制相邻轨迹间距离使轨迹间的残留高度不变。在已知一条加工轨迹、刀具半径和允许残留高度的前提下,计算下一条刀具轨迹。在精加工阶段,球头刀等残留高度加工能保证加工后零件表面的残留高度均匀,加工质量较好,提高加工效率。在计算下一条轨迹时,本文提出了牛顿迭代法来进行搜索。由于牛顿迭代法的收敛速度快,缩短了搜索时间。因此,刀具轨迹生成搜索方法采用牛顿迭代法能够提高加工的效率。刀具轨迹的干涉分为全局干涉和局部干涉,本文列举这两种干涉的检查方法,重点是对刀具轨迹的局部干涉进行处理。本文采用多面体干涉检查算法,将被加工曲面按一定精度离散成一系列三角形面片,刀具与曲面位置关系的判断问题简化成刀具与三角形面片位置关系的判断问题。对于三轴加工,只需判断刀具与落在刀具投影域内的三角形面片的关系。此种基于多面体模型的干涉检查算法,能有效的消除过切干涉。用基于ACIS平台和VC++6.0构建的小型加工系统验证实例结果。该加工系统界面友好,包括各种几何形体的选择,加工参数的输入等等。对比加工实例结果,结果表明本文所用方法在保证加工质量的前提下有效提高了加工效率,能够显示生成无干涉刀具轨迹,生成并输出标准刀位文件。最后总结全文所做工作,得到一些有益的结论,并提出了进一步研究的问题。