对于大多数由软件生成的数控加工程序,常用直线和圆弧两种插补方式。而样条曲线插补以其良好的平稳光顺性,成为直线插补和圆弧插补的补充。将多种插补方式进行组合,对于自由曲线曲面数控加工具有重要意义。本文提出了基于刀位点的复合刀具路径生成方法。建立了组合直线拟合、圆弧拟合、B样条曲线拟合的数学模型,通过对三种拟合方式的误差分析,实现不同拟合方式的迭代及刀具路径优化分段,并生成复合刀具路径。首先,运用最小二乘方法进行圆弧和B样条曲线拟合。B样条曲线拟合分两步进行,在对被拟合数据点进行均匀参数化拟合得到初始控制点之后,重新优化参数值得到新的控制顶点。其次,给出了将直线拟合,圆弧拟合,B样条曲线拟合按照从高到低优先级进行选择的方法,实现了三种拟合方式的组合。对拟合误差的判断决定了三种拟合方式之间的转换。并引入阀值,设定刀位点距大于阀值时直接进入直线拟合方式,减少不必要的拟合运算量。再次,读取刀位点,计算得到由直线插补、圆弧插补和B样条曲线插补所组成的加工方式,生成复合刀具路径优化平面轮廓加工;得到由直线插补、圆弧插补和B样条曲线插补所组成的复合刀具路径进行曲面加工。优化后的复合加工路径可以提高铣削过程的平稳性,减少机床频繁的加减速从而提高整个加工的切削效率、缩短加工时间,改善曲面的粗糙度并提高曲面的光顺性。论文将上述理论和算法得到的复合刀具路径和初始刀具路径进行加工,实例分析和比较证明了复合刀具路径方法使加工表面质量得到改善,加工效率提高且易于在数控加工中实现,能够满足自由曲线曲面数控加工的需要。