对于2.5D复杂型腔数控铣削粗加工，现有刀具组合优选方法未充分考虑刀具的实际许用载荷，且采用环切刀轨加工时切削载荷会突变，易导致崩刃、断刀，影响铣削粗加工的安全性和效率，为此，提出了一种基于刀具许用载荷的复杂型腔多刀具优化铣削方法。建立了以刀具许用载荷为约束的铣削加工效率优化模型，并基于遗传算法从可用刀具集中选取最优刀具组合；根据所选刀具组合，给出了复杂型腔自适应加工区域划分方法及多刀具加工摆线-环切混合刀轨生成方法；以某2.5D复杂型腔零件铣削粗加工为对象进行算例分析，在刀具许用载荷约束下选取了最优刀具组合并生成了摆线-环切混合刀轨；最后与NX软件的摆线铣削方法进行加工对比验证，结果表明，所提方法的加工效率提高了25.9%,加工过程中机床负载变化平稳，验证了所提多刀具优化铣削方法可行且有效。