结合国家科技重大专项和航空航天、汽车等制造业的实际需求,针对复杂自由曲面精加工效率低下的现状,以切削宽度优化为突破口,深入研究了自由曲面加工编程技术,论文的主要成果如下:1)研究了基于张量的切削宽度表达方法。定义了刀具有效切削曲面,分析了刀具有效切削曲面和零件曲面的贴合程度与切削宽度的关系,构建了切宽的二阶张量表达方式,以切宽张量作为曲面任意切触点处的连续切宽度量模型,实现最大切宽进给方向的精确、高效求取。2)研究了基于切宽张量的自由曲面加工区域划分方法。通过构建自由曲面切宽张量场,分析最大切宽进给方向的区域化分布规律,提出基于切宽张量场退化点的曲面分区边界构建方法,实现面向切宽优化的自由曲面自动分区,保证了各分区内具有相同或相近的最优进给方向分布规律。3)提出了基于区域划分的自由曲面切宽优化刀轨生成方法。基于自由曲面分区结果及各分区内的切宽最大进给走势,以平均切宽最大为原则提取初始刀具轨迹,基于偏置初始刀轨的刀轨生成策略,提出基于切宽张量线的刀轨生成方法,使刀具轨迹尽量遵循最优进给方向分布趋势,实现面向切宽优化的自由曲面刀具轨迹生成。4)研究内容在基于CATIA平台的自由曲面分区加工系统中得到实现,并进行实际加工验证,验证结果表明本文的研究成果可以有效提高自由曲面精加工效率。