凸轮轴是汽车发动机的关键零件之一，其加工精度直接影响发动机的动力性能。目前，国内凸轮轴数控磨床制造知名企业大部分在凸轮轴数控编程的方法方面都比较落后，甚至还停留在手工编程阶段。只有通过知识工程(Knowledge Based Engineering, KBE)与数控编程系统的有效融合，即在数字化、网络化的环境中积累、挖掘、共享和重用企业乃至行业的数控编程领域知识，才能减少对资深CNC工程师的依赖，从而提高凸轮轴数控磨削加工编程的效率和质量，缩短生产准备周期。本文首先对课题研究背景、凸轮轴磨削加工技术、KBE技术和自动编程技术的发展现状进行了分析。介绍了凸轮廓形的三种生成方式，分别建立了由升程数据和凸轮轮廓推导X-C轴联动坐标的数学模型。建立了基于最小二乘法分段拟合的升程转换通用数学模型，实验结果表明该凸轮升程转换通用模型能够满足实际加工精度的要求。在介绍KBE产生的背景，并总结知识的发现与数据挖掘过程中的算法的基础上，对KBE系统中所涉及到知识的表示方法、推理方法进行了研究，并建立相应的凸轮轴数控磨削加工的知识库体系结构。进一步建立了涵盖人机交互模块、智能推理模块、知识库系统模块、数控编程模块及试切加工评价等模块基于KBE的凸轮轴磨削自动编程系统的总体框架结构，分析了基于曲面加工过程中的砂轮走刀轨迹自动规划与砂轮走刀步长的计算。采用前置处理与后置处理方法共同实现了凸轮轴数控磨削知识库模块和凸轮轴数控磨削自动编程模块的有机结合。介绍了基于KBE的凸轮轴磨削自动编程系统的软件流程、算法设计和界面开发，采用C++Builder为开发平台，实现了整个系统的程序设计和界面开发。论文对自动编程软件进行了运行测试，软件运行稳定，软件各功能模块运行准确可靠，配合协调。软件运行界面简洁美观、操作简单方便。用自动编程软件生成的数控程序进行了加工实验，通过对实验数据的采集与分析，结果表明基于KBE的自动编程软件生成的数控程序是正确可行的，已完全达到开发的预期目标。