本课题为上海市高等学校科技发展基金项目(编号05FZ33)和上海市重点学科(第二期)建设项目(编号T0601)的一项子课题。在实物反求设计领域,基于国内的现状和凸轮反求理论的欠缺,本文以摆动滚子从动件盘形凸轮机构为例,研究了盘形凸轮精确反求的理论与方法,推导了反求设计公式,解决了数值反求中的3个关键技术,并将得出的结果数据与摆动滚子从动件盘形凸轮机构正向设计条件进行了比较,证明了本文提出的理论与方法的准确性。随后,本文沿用凸轮机构反求设计的数据,进行了盘形凸轮轮廓数控铣削加工的自动编程程序设计,得出了铣削凸轮轮廓用的数控铣床加工G代码。为提高凸轮机构设计、反求设计和加工制造的效率,本文各章在理论计算公式推导完成之后都提出了基于Pro/Engineer三维软件进行凸轮设计、反求设计和加工制造的相应方法。这包括利用软件运动仿真模块进行摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计和反求设计;利用软件的加工制造模块对凸轮本体的数字模型进行加工路径模拟,得出加工路径位置文件,输入后处理器,转换为加工机床可以识别的G代码,实现了基于设计条件的数控加工代码自动编程。最后,将得到的代码输入对应的数控铣床,加工出了合格的凸轮本体。对于复杂的加工运动或特殊的机床,本文利用Pro/NC模块附带软件AustinN.C.公司的G-Post通用后处理器生成器,利用FIL宏语言对相应数控激光表面淬火加工机的专用后处理器进行编制,用该后处理器就可以得出符合凸轮表面激光淬火工艺要求的加工G代码,实现了凸轮本体加工的计算机辅助制造,解决了手工编程无法达到的精度和速度问题。最后,应用该处理器转换出的G代码,完成了对凸轮本体轮廓表面的激光淬火。摆动滚子从动件盘形凸轮机构反求设计方法的提出,数值反求中3个关键技术的解决,以及凸轮轮廓表面激光淬火3个工艺条件的提出等为本文的创新之处。本文通过单一的计算机软件平台,实现了整个产品从设计、反求设计到加工制造的全过程,说明了基于CAD/CAM/CAE集成软件平台进行设计、反求设计以及加工制造的高精度和高效率,体现了软件应用的高柔性。因此,本文的研究不仅对于盘形凸轮机构的反求设计和数字化加工具有一定的理论意义,而且对于类似产品的生产应用方面也具有较高的实用价值。最后,本文对进一步的工作进行了简短的展望,提出了一系列在本文基础上可深入展开的研究内容和方向。