五轴加工具有较高的加工效率和精度,有较为广泛的加工范围。确定合理的刀轴方向即保证刀具与被加工件不发生碰撞干涉是五轴加工顺利进行的一个重要条件,而刀轴方向的确定很大程度上被刀轴方向可行域限制,因此求解刀轴方向可行域十分重要。据本人有限知识范围,针对当前刀轴方向可行域的求解过程复杂且计算量大耗时长等不足,本研究依据加工工艺和几何特性对刀轴方向可行域的约束,基于并行计算研究了一种优化的刀轴方向可行域矩阵算法,并通过试验验证对比分析,该算法实现了更高的计算效率、计算精度、算法通用性。并行计算的使用场景是多任务类型的大型计算,多任务中的子任务之间是独立的、相似的,多任务可打包到并行计算框架。并行计算的原理是通过底层的图形硬件实现并行框架,多线程协调计算求解。考虑到满足并行计算使用条件,本研究将求解刀轴方向可行域中的计算任务,转化为并行计算任务,因此可以使用并行计算来优化刀轴方向可行域矩阵算法。主要包含:依据加工工艺和几何特性对刀轴方向可行域的约束条件、基于并行计算理论对符合约束条件的所有刀轴方向进行离散碰撞检测、所有刀轴方向上的碰撞检测计算结果组合成刀轴方向可行域矩阵。本研究基于CUDA并行计算框架设计开发刀轴方向可行域矩阵算法,并通过叶轮与球头刀的五轴加工中刀轴方向可行域矩阵算法仿真试验,观察基于并行计算与不基于并行计算的刀轴方向可行域矩阵算法的实验结果,并进行对比分析,发现基于并行计算的刀轴方向可行域矩阵算法相较于不基于并行计算的刀轴方向可行域矩阵算法,具有更高的计算效率、更高的精度,验证了本研究中基于并行计算的刀轴方向可行域矩阵算法,确实能解决当前刀轴方向可行域矩阵求解中的计算量大耗时长的问题。