随着我国现代化制造行业的高速发展,汽车已经普遍融入到日常生活当中,汽车的销售和生产数量日益增长,因此对汽车覆盖件模具的表面质量要求越来越严格,相应的数控加工技术受到了广泛地重视。汽车覆盖件多数为自由曲面,考虑到球头刀加工自由曲面的局限性,环形刀的应用越来越广泛,但环形刀加工曲面时,时常发生干涉的现象,因此,如何规划刀具轨迹来避免干涉现象的发生,是数控编程时应主要考虑的问题。基于上述问题,本文针对两种自由曲面进行加工参数优化后,根据所得最优参数的数学模型,进行工件姿态的调整及刀具轨迹的重新规划。首先,对环形刀加工汽车覆盖件模具进行行距优化研究,分别对4种代表性型面建立了行距与刀具几何参数、残留高度之间的数学模型;针对两种常用的型面建立了基于刀位点的行距数学模型;基于所建立的数学模型,分别对4种型面进行了铣削加工实验,验证了模型的准确性。其次,针对环形刀加工凹曲面汽车覆盖件时产生的欠切干涉现象进行了研究。分析了刀触点处刀具与曲面的微分几何关系,根据所建立的行距数学模型,得出了刀轴的最优倾角;对凹曲面进行了轨迹仿真及加工效率的分析,得出了最优走刀方向后,确定了坐标系之间的转换关系,从而将工件姿态调整到最优;针对凹曲面型面,分别用传统方法和本文方法进行了对比实验,从而验证了本文方法的正确性。最后,针对环形刀加工凸曲面汽车覆盖件时产生的过切干涉现象进行了研究。通过分析干涉产生的原因,确定了消除干涉的方法;进行了凸曲面加工实验,确定干涉发生点的位置;将刀具调整到最优姿态后,应用轨迹密化法重新规划刀具轨迹,达到消除干涉的目的。针对凸曲面型面,分别用传统方法和本文方法进行了对比实验,从而验证了本文方法的可行性。