随着科学技术的发展，制造业发生了翻天覆地的变化，各种先进制造技术正逐渐地应用于制造系统中。制造系统正向着数字化、集成化、并行化、网络化及柔性化的方向发展。在现代制造系统中，数控加工设备是制造系统的核心设备，是现代制造系统的重要组成部分。数控加工技术是现代自动化、柔性化及数字化生产加工技术的基础与关键技术。数控切削加工工艺参数及刀具运动轨迹优化是发挥数控加工设备生产效率的有效途径。 本文在数控切削加工工艺参数优化方面主要进行了基于加工特征的刀具选择的研究。首先研究确定了车削加工和铣削加工的加工特征；在此基础上，建立了基于加工特征的车刀选择知识规则和铣刀选择知识规则，并将其知识融入到已研制开发的数控加工工艺参数优化专家系统知识库中，实现数控刀具的优选；本文还增加了车刀选择解释器和铣刀选择解释器，完善了数控加工工艺参数优化专家系统。 数控加工刀具运动轨迹是确定数控加工工艺的重要环节。刀具运动轨迹设计质量的好坏，将直接影响零件的加工质量及加工成本。本文针对典型零件的铣削加工，以切削力波动小，表面质量精度高为优化目标对几种刀具运动轨迹进行优选。由于球头铣刀是复杂曲面加工的主要刀具，球头铣刀切削力是选择机床、刀具、夹具及实现铣削加工工艺参数优化的基础，切削力波动又是刀具轨迹优选的主要目标之一，故本文对球头铣刀的切削力进行了理论与试验研究，实现了基于切削力波动最小的刀具运动轨迹优选。