本发明公开了一种基于三段式羊角曲线的五轴机床加工的刀具轨迹规划方法，拟合五轴机床加工刀具中相邻四个刀尖位置数据点之间的三次多项式，得到每个刀尖位置数据点的曲率和斜率；根据每个刀尖位置数据点的曲率和斜率，采用羊角曲线对相邻刀尖位置处的数据点进行拟合，完成N个数据段的连接，得到刀尖位置的拟合曲线，根据刀轴矢量数据，采用NURBS曲线对刀轴矢量进行拟合得到刀轴矢量的拟合曲线，最后利用最小二乘法对刀尖拟合曲线和刀轴矢量拟合曲线进行联立，实现刀具轨迹规划。本发明将刀尖位置曲线和刀轴矢量曲线的自变量联立实现五轴联立，使得刀具的加工平滑，且加工精度高。