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在变形叠加基本原理的基础上，对多轴数控机床刚度模型进行了研究，得到了多轴数控加工刀具姿态优化的物理约束条件。在被加工复杂曲面刀具轨迹上，根据多轴机床综合刚度模型计算机床刚度性能指标，并在刀具可达工作空间中优化多轴机床刚度性能指标，以确定对应的刀具姿态。对基于多轴机床刚度模型的刀具姿态优化作了详细的讨论，分析了任务空间的力椭球特性，提出了面向切削加工的多轴机床刚度性能指标，并将其用于指导刀具姿态规划。