逆向工程在工业领域和学术界受到了越来越多的重视,它为获得产品CAD模型提供了一条新的高效的途径。本文针对逆向工程中自由曲面零件的三维数据采集、曲面重构、以及快速成型中数控加工刀具轨迹生成和成型精度问题进行研究,对实现系统集成有重要意义。论文建立了基于逆向工程的CAD/CAM集成框架,分析了复杂曲面数控加工的过程与方法,复杂曲面数控加工参数选择及曲面加工工艺制定等问题,提出了一种用残留刀痕法来控制加工步长的方法并给出了控制公式,把点云获取及表面造型、工艺数据库有效地集成起来,实现了数据导入、工艺参数输入、刀具规划轨迹、仿真NC数控代码生成功能。对于集成框架中的数控加工模块,利用VC++和Pro/E的开发工具Pro/Toolkit创建曲面铣削数控生成器,并提供了windows风格的人机交互界面,采用人机交互方式确定相关加工工艺参数,并可对参数进行修改,从而实现基于反求数据的曲面加工仿真及数控加工的目的。采用三维打印方法,研究了基于逆向工程的快速成型技术。对成型材料、成型件摆放位置及成型参数对加工时间和加工精度的影响进行了研究,获得了相应的影响规律和参数,结果表明:三维打印成型时,在模型的最小尺寸与材料堆积的方向一致的条件下,可以获得最高的生产效率及成型精度。