随着金属增材制造工艺的快速发展,采用焊丝熔敷层层堆积成形的电弧增材制造技术被证明是实现快速制造出具有复杂结构零件的合理、高效、低成本的制造方法。本文针对熔焊3D打印(电弧增材制造技术)与铣削复合制造的CAM系统展开了深入的研究。主要内容如下:(1)针对CAD模型轮廓预处理技术,由于CAD模型直接切片需多次遍历参数曲面,因此将模型所有参数化曲面根据一定条件划分到对应区间组中,使当前切平面直接与其对应区间组中参数化曲面进行求交运算,实现切平面与参数曲面快速求交运算;针对分层截面环无拓扑结构问题,基于投影点计数法完成对内外环的识别与分组。(2)针对熔焊增材路径规划问题,由于偏置路径算法复杂与往复路径易产生翘曲问题,本文对熔焊路径采用往复直线与轮廓偏置相结合的复合路径规划方法;针对往复路径起弧熄弧次数过多问题,基于轮廓环拓扑结构与改进贪心算法对分区路径进行优化设计,减少起弧熄弧次数,缩短空行程路径;针对熔焊在拐角处易堆积问题,基于B样条曲线技术优化路径拐角,保证路径拐角处速度均匀,提高熔焊堆积质量。(3)针对基于熔焊增材路径的铣削路径规划,由于复杂模型分支处插值铣削路径生成问题,首先对空间截面线进行分组,由整体到部分,由粗到精将截面线分成一对一情况;然后针对分叉端点处特殊情况,计算中间过渡马鞍点和生成过度引导曲线;最后运用线性插值方法得到中间路径点并基于三次B样条拟合生成铣削路径。通过上述研究工作,研究了面向熔焊与铣削复合制造的CAM软件系统,成功制造出经过复合路径规划的金属三维模型,证明了采用此方法实现金属零件制造的有效性与实用性。