随着数控加工技术的日益向前发展,多轴数控机床因其可以实现复杂工件型面的加工,已成为数控机床发展的趋势。为了适应日益复杂的工件型面加工要求,多轴数控机床已由最初的两轴联动发展到五轴联动。但是由于联动轴数的增加,影响机床加工精度的因素及复杂性也相应增加。刀具的设定是影响机床加工精度的重要因素之一,就刀具补偿而言,目前的数控机床只是在二维空间内具有刀具半径补偿、及刀具长度补偿,三维空间内的刀具补偿,特别是在五轴联动数控机床上,由于刀具摆动轴的出现,使得刀具补偿难以实现,还需进一步深入研究。因此本文以提高数控机床加工精度为目的,研究五轴联动数控机床的刀具半径补偿问题既有重大的理论价值,又有重要的现实意义。本文首先在深入研究了平面刀具半径补偿的基础上,推导出了一种适合直线插补的二维刀具半径补偿通用公式,并结合空间变换原理,将三维空间内的刀位点投影到二维平面内,确定半径补偿方向,得出了三维空间刀具半径补偿算法。其次,应用UG软件的数控加工模块完成了对人脸曲面的加工仿真,并结合机床的参数设置和加工工艺要求得到了刀轨路径文件。通过编制后处理软件,将刀路轨迹文件转化为数控机床可以识别的数控加工代码,并实现了三维空间内的刀具半径补偿算法。最后,本文应用VERICUT加工仿真软件,建立了五轴数控机床的虚拟加工环境及刀具模型,对已生成的数控代码进行加工仿真,并对仿真结果进行了详细的比较和分析。在小型精密数控机床上进行了加工实验,验证数控代码的可行性及五轴联动数控机床刀具补偿算法的正确性