在复杂曲面的高速高精加工中,需要将小线段拟合成样条。但是在拟合时,只有小线段端点的位置信息,对CAM软件离散零件模型时的误差非常敏感。并且由于拟合时不知道模型的全局几何信息,导致拟合的样条整体上不光顺,曲率波动大,致使加工时速度波动频繁,加工出的零件表面质量差。为此,本文提出了全局几何信息的概念,对零件的三维模型,从全局的角度,提取有用的几何信息并输出,来指导小线段切向计算和样条拟合。主要分为切线方向信息和弦误差信息两种。针对曲面、平面组合交界处,平面边缘上的小线段拟合成曲线的问题,提出了一种基于切线方向信息的小线段样条拟合方法。主要是根据切线方向信息指导小线段端点的切向计算,使切向计算更加准确,然后以此切向进行样条拟合。小线段样条拟合时,因为缺少全局信息,同时为了控制加工误差,大部分拟合方法以误差最小化为拟合优化目标,导致拟合的样条过分贴近小线段,增大样条曲率波动。针对该拟合问题,提出了一种基于弦误差信息的小线段样条拟合方法。通过弦误差信息来优化小线段端点的切向计算,使拟合的样条整体上更加饱满、光顺。针对小线段桥接时,由于缺少全局信息,导致桥接样条形状不准确的拟合问题,提出了基于弦误差信息的小线段样条桥接方法。主要是根据弦误差信息来优化桥接样条的控制点计算,从而使桥接样条形状更合理。最后将以上方法进行整合,形成了基于全局几何信息的小线段样条拟合方法。之后,对此方法进行仿真和实际加工验证。实验结果表明,本拟合方法能有效解决以上的拟合问题,同时能有效降低加工速度波动,零件表面质量更高。