单点增量成形是一种基于“分层制造”思想的板料塑性成形技术,适用于单件小批量、多样化和复杂形状产品的生产需求,成形过程中无需专用的夹具,具有高柔性,成形力小,产品设计周期短等优点,能有效弥补传统冲压成形产品开发费用高,柔性差等问题。在单点增量成形过程中,成形轨迹对成形件的质量和成形时间影响较大,随着单点增量成形技术的发展,获得符合增量成形特点的成形轨迹对提高成形件质量和效率具有重要意义。通过相邻工具轨迹间残余波峰高度值与成形件表面粗糙度之间关系的分析,本文提出了一种残余波峰高度与STL三角面片法向矢量相结合的自适应分层轨迹生成算法。在提高算法的可靠性和分层效率上,依据拓扑学理论分析了 STL模型三角面片之间存在的拓扑关系;建立了三角面片间的有向图邻接表,实现了采用递归分层的方式对成形件STL模型的快速分层,提高了轨迹生成算法的运行速度;提出了一种根据每层截面上首个被切三角面片交点确定截面轮廓走向的方法,保证了分层后所有截面轮廓线的走向一致。在使用分层轮廓线生成加工轨迹的阶段,分析了成形件存在刀位点集中造成制件局部凹陷、破裂及成形方向单一引起的几何扭曲等问题,开发出了一种新型的混合层进给轨迹,并针对具有圆形特征的成形件,叙述了螺旋线轨迹生成的方法。以C++为编程语言,在Qt Creator开发平台上,编写了单点增量成形工具轨迹生成系统,并使用实例验证了该系统的可靠性。为使新开发的成形轨迹适用于不同类型的数控系统,根据单点增量成形和数控系统的特点设计了 G代码程序生成模块。采用仿真和实验结合的方式,针对单点增量成形常用的典型制件,即具有矩形特征的方锥台件和圆形特征的圆锥台件,运用新开发成形轨迹和传统等层进给轨迹进行数值仿真和加工,验证新开发成形轨迹对成形件质量、成形时间及成形工具对成形件轴向力等方面的影响。