数控加工中,从CAM软件生成的刀具轨迹G代码程序到CNC系统中进行插补计算的这一阶段中,现行的刀具轨迹通常用小线段来表达。但是以小线段作为刀具轨迹时不利于后续的速度规划,需要对其进行拟合平滑。采用Hermite样条对小线段进行拟合能满足实时性的要求,但是由于其只能达到一阶连续性,且在拟合时端点的矢量方向对得到的轨迹曲线有一定的影响,故需要研究合适的端点矢量方向算法进行Hermite拟合以改善得到的轨迹曲线形态。针对构造Hermite样条时,所需的端点矢量方向信息,研究了三点弦长加权、Akima和Renner这三种算法。拟定了曲线最大弦高差、曲线的最大曲率值以及曲率的变化频率三个指标作为评价Hermite曲线形态优劣的标准。基于小线段弦长和转角特征的不同,对其划分了五种常用类型。在此基础上,比较了三种端点矢量方向算法在处理不同类型小线段时的拟合性能,建立了三种算法与其最适处理小线段类型之间的对应关系。对三种端点矢量方向算法进行了优化改进,通过实际的G代码小线段实例对优化改进后算法的拟合效果进行了验证,表明其得到的拟合曲线光顺性更好,曲线形态评价指标值也更优,提升了小线段实时Hermite拟合的性能。