随着经济全球化和信息技术一体化的快速发展,特别是制造企业三维CAD技术的深入应用,基于产品三维模型的数字化制造技术已经成为企业信息化发展的趋势。相比于传统的工艺设计方法,三维工艺技术在提高生产效率及产品质量、降低成本、保证企业设计和制造数据协同共享等方面有着无可比拟的优越性。本文在密切跟踪国内外三维工艺设计研究现状的基础上,针对三维工艺设计的理论方法和实现体系进行了系统的探讨和研究。主要内容和成果如下：(1)研究了数字化三维工艺模型的构建技术,分析了毛坯模型的生成方法和基于制造特征的工艺模型创建原理；探讨了特征加工元的定义方法和基于特征加工元的三维工艺设计流程。(2)分析了三维工艺模型的信息组成,研究了基于属性表达法的模型属性信息定义和存储技术；探讨了工艺信息组合符号的定义原则,分析了设计信息和工艺信息组合符号的三维标注技术,实现了三维环境下制造工艺信息的可视化表达。(3)基于三维制造模式对数据管理的需求,分析了工艺数据库的构建形式和信息组成,研究了基于Windchill系统的三维数据管理框架和基于ProductView平台的动态工艺模型可视化发布技术,实现了三维数据的集成管理和应用。(4)基于Pro/E软件二次开发技术构建了三维工艺设计系统,介绍了系统各功能模块的实现方法,并结合实例验证了系统功能的可行性。