激光复合增减材制造工艺将机械加工中的钻削、铣削、磨抛等传统切削工艺引入激光直接金属沉积(DMD)成形过程中,提出了激光直接金属沉积成形切削复合制造新方法。本文以复合机床的结构分析和增减材复合制造工艺作为研究内容开展相应研究。通过复合机床的结构分析对机床结构优化,通过工艺研究确保零件的精度指标。在复合制造机床结构的CAE分析中,建立了整机结构有限元模型,以重力载荷状态、铣削加工状态和钻削加工状态作为计算载荷条件展开了整机结构的静力学分析,在此基础上进行整机模态分析与谐响应分析。结果发现,当复合机床运动至Y轴悬伸最大位置,机床Z轴发生较大位移。仿真结果与实际测量结果相吻合,整机结构有限元模型能够合理地反映机床实际结构。整机前五阶固有频率分别为29.3Hz、35.4 Hz、54.5 Hz、55.7 Hz、104.3 Hz,前4阶低阶固有频率容易被触发。针对设计制造的复合制造机床,本文开展了增减材复合工艺研究。发现了增减材坐标系耦合的重要性,分析了坐标系发生偏移的原因,提出了机床增减材坐标十字对点的协同方法。同时,开展316L不锈钢粉末的增材工艺试验,以成形效率、轮廓精度和显微硬度作为评价标准,通过改变激光功率、扫描速度、送粉量、搭接率和每层提升量得到了优化的工艺窗口。以加工表面粗糙度和加工硬化作为评价标准,研究侧铣条件下铣削速度、侧吃刀量和每齿进给量对加工质量的影响规律。结果表明,每齿进给量对加工表面粗糙度的影响显著,铣削速度、侧吃刀量的影响不显著;当侧吃刀量较小时,加工硬化层厚度均小于30μm,加工硬化现象不显著。相同铣削参数条件下,316L成形件的加工表面粗糙度总体低于316L基板的加工表面粗糙度。论文研究结果对金属增减材复合制造装备与工艺具有重要的理论意义和应用价值。