自由曲面已经广泛地应用于各种机械中，它是数控加工的难点，因此如何提高自由曲面的加工效率就显得尤为重要。本文针对数控加工刀具路径的生成方法、复杂自由曲面的数控加工刀具路径规划进行了研究。　　 首先，对Hilbert填充曲线的定义、生成原理和数学方程进行了研究，给出了相关算法和程序流程图，并编制了程序，实现了Hilbert填充曲线的自动生成。当采用Hilbert填充曲线法进行加工时，阶数的合理选择非常重要，对阶数进行了研究，给出了相关选择策略和模型。　　 其次，提出了Hilbert填充曲线从平面到曲面的投影规则。将Hilbert填充曲线进行规格化后，将其投影到曲面上进行了研究。分别在凸曲面和复合型曲面上进行投影仿真，并验证了本规则的正确性和有效性。　　 然后，针对标准型Hilbert填充曲线方法本身存在换向频繁和冲击大等问题，提出了两种改进方法:带倒角的Hilbert填充曲线和带倒圆的Hilbert填充曲线。分别对两者在平面和曲面上的生成规律进行了研究，得出了投影规则，编制了相关程序，并将其投影到曲面上进行了仿真，并将改进型与标准型Hilbert填充曲线相比较，得出改进型Hilbert填充曲线法成型精度高、刀具路径总长度短、加工效率高等优点。　　 最后，将Hilbert填充曲线与等残留高度法相结合，寻找更加高效的路径生成方法。当零件采用分片建模时，对两张曲面片、三张曲面片以及多张曲面片的统一数控加工方法进行了仿真研究，以减少换向和对刀，并对不合理刀轨进行调整，从而实现拼接处刀具路径的合理组织和高效过渡。