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本发明公开了一种基于机床轴速度限制的刀具路径切削方向优化方法，包括以下步骤：将待加工曲面离散成等间距网格单元；建立一个机床运动学曲面；在机床运动学曲面上建立一种机床运动学度量张量；将刀具路径的有效进给方向范围进行分度；通过机床运动学度量张量求得选定分度方向刀具路径在各网格单元中的加工时间；将选定分度方向刀具路径在所有网格单元的加工时间求和得到选定刀具路径在整个待加工曲面上的加工时间，求得最短刀具路径的切削方向；通过加工时间最短刀具路径的切削方向来优化待加工曲面的刀具路径切削方向，实现将机床的运动学性能纳入刀具路径的计算因素中，计算优化的刀具路径切削方向加工路径，降低加工时间提高加工效率。