随着现代化工业技术的发展，数控机床技术的由原先的普通机床和三轴数控机床发展到现在的五轴加工中心和并联机床，CAD/ADM等现代化技术在数控技术的基础上获得了很大的发展，其零件的制造精度也大大提高。采用自有曲面表达零件部件不但美观大方，而且能在控制产品的几何形状方面提供更高的自由度和更好的空气动力学和热力学特性。因此自由曲面被广泛应用在造船、汽车、电子、能源、国防和航空航天等领域。

自由曲面有许多种加工方法，因为数控编程的灵活性和可加工材料的多样性，工程实际中普遍采用数控机床来加工自由曲面。在数控机床加工曲面类零件的多种方法中，用端铣铣削工件表面是常用的一种加工方式，自由曲面采用端铣加工的优势有：

（1）端铣的生产效率高，端铣有较多的刀齿可以同时切削，运行平稳，多镶有硬质合金刀片，且刚度好，有较大的切削用量；因为端铣时，多是用硬直质合金面铣刀，具有较高的切削速度。在选用机夹不重磨面铣刀时，刀片的更换及转位十分方便，可以大大缩短换刀时间。此外硬质合金面铣刀的直径可以做的较大，能够高效铣削较大的平面。

（2）端铣的加工质量比其他方法好，端铣可利用副切削刃修光已加工表面。端铣时，由于刀具与工件的接触角较大，同时工作齿数多，铣削过程比较平稳。硬质合金面铣刀具有较高的寿命，而且在加修光齿厚，加工面可以获得较低的粗糙度值。

目前，有关端铣加工刀具轨迹生成算法有很多，主要有多面体刀具轨迹计算方法、等参数线加工方法、基于APT的刀具轨迹计算方法、截面线加工方法、等残留高度法等。在加工过程中用等残留高度法生成的相邻轨迹线间的残留高度均匀一致，由此产生的刀位点数最少，刀具路径长度最短，可大大提高加工效率；同时，在搜索刀位点时，采用迭代效率更高和收敛速度更快的牛顿法可有效提高加工效率和加工质量。因此采用等残留高度法。

文献[1]针对自由曲面数控加工中端铣刀与工件的过切现象,提出了基于小波分析的过切故障监控方法.通过典型过切故障试验,结合小波能量法和小波变换良好的时频定位功能,对过切发生时与切削体积相对应的切削功率临界变化点进行了定量描述,进而在时域上对过切发生的时间准确定位,表明应用小波分析方法可以对端铣刀曲面数控加工的过切故障实施监控。

文献[2]提出一种基于局部形状特征的自由曲面相似性评价方法,将两个自由曲面的相似性评价问题转化为两个曲面局部特征间的相似性评价。该方法首先在自由曲面的参数域内生成图像形式的曲率云图,然后从曲率云图中提取类Sift算子局部特征,最后通过比较局部特征的相似性实现自由曲面的相似性评价。

文献[3]围绕刀位优化、刀路规划和刀轴矢量优化三个关键问题,综述近年来五轴端铣加工刀具轨迹规划技术的研究进展。根据刀具和工件曲面之间切触点数量,将五轴端铣加工刀位优化算法分为单点切触、多点切触和无切触点三类,并建立多点切触刀位优化的通用数学模型。

文献[4]针对复杂结构件端铣加工变形问题,用理论与实验相结合的方法进行端铣加工过程仿真及误差预测.用实验方法对修正的端铣切削力理论模型进行验证,将理论计算与有限元方法相结合,采用加工过程离散与载荷等效的方法将瞬态切削载荷动态施加于工件的有限元模型上,应用热-力耦合分析方法,模拟复杂结构件的端铣加工过程,预测工件被加工表面变形误差。

文献[5]针对自由曲面的五坐标端铣加工,建立了平底刀有效切削轮廓的数学模型,分析了刀具姿态对有效切削轮廓及加工效率的影响。沿行距方向,通过对被加工曲面法截线的偏置曲线与有效切削轮廓求交,得到一种走刀行距的计算方法。