随着科学技术的发展,自由曲面已经是工程中最复杂而又经常应用的曲面,在航空、造船、汽车、动力、能源等部门中许多零件外形,如飞机机翼、汽车车身、模具工件表面等均为空间曲面。这些复杂形状的零件越来越多,精度要求也越来越高。如何精确、高效地设计和制造自由曲面件成为必须解决的问题。本文是利用现有的CAD/CAM软件CATIA,并以萨克斯哨片的设计及数控加工为例,来介绍自由曲面件的设计及数控加工技术。论文首先论述自由曲面描述研究历程、自由曲面几何分析及曲面研究方法;然后论述CATIA的优点,说明它的实体及曲面建模方法,以萨克斯哨片为例,利用自由曲面几何基础知识及其研究方法对萨克斯哨片进行分析,结合CATIA的实体及曲面建模方法选用合适的建模方法,建立萨克斯哨片模型;研制了一台三轴联动数控铣床,阐述数控技术的基本原理,论述了三轴联动数控铣床系统的硬件构成,软件的数控编程及其指令码的相关知识,以及一些机械结构;用CATIA CAM技术将建立的萨克斯哨片模型通过设置相关参数,对其进行模拟加工,生成数控程序,将CATIA生成的数控程序,通过数据线传输给数控系统,工件毛坯装夹完成后,设置工件坐标系及工件原点,操作数控系统,实现自由曲面——萨克斯哨片的数控加工;最后总结课题的主要工作、成果和对课题的展望。本课题来源于实际应用型课题,在一定程度上有一定的理论意义和借鉴价值,特别是对从事曲面件设计和制造以及数控系统和数控装置开发的人员。