空间凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如农业、交通、纺织、包装等。随着数控技术的发展，目前空间凸轮大多采用数控机床进行加工，然而由于数控机床生产商并没有提供专门加工空间凸轮的软件包，使得许多空间凸轮的生产厂家不得不使用通用的CAD／CAM软件(如UG、Pro／E等)作为空间凸轮设计和加工的编程平台。但是由于通用软件用于空间凸轮加工编程缺乏针对性，使得工程人员的工作量仍然很大。 本文结合空间圆柱凸轮加工的工程实际，以微分几何和空间啮合原理为工具，对空间圆柱凸轮机构的传动规律、啮合原理和数控加工进行了系统的研究，推导了空间圆柱凸轮机构的运动学方程，并利用曲面包络原理，通过滚子的几何特征及其轴线的运动规律求解了凸轮廓面的解析表达式，并对其主方向、主曲率等参数进行了分析计算。借助OpenGL图形技术，以参数化输入的方法实现了空间凸轮的三维建模，并利用其提供的双缓存技术实现了加工过程的运动仿真。在此基础上，以VC++6.0为平台开发了“五坐标数控加工空间凸轮的CAD／CAM系统”。 系统根据圆柱凸轮机构的传动原理和给定的加工参数，采用二阶密切法计算出刀具的刀位点，并由系统的仿真模块验证刀具轨迹的正确性，最后根据机床的具体结构形式进行后置处理，生成机床可识别的NC代码，实现了圆柱凸轮的CAD／CAM一体化。 系统根据模块化设计要求，建立了数控加工系统的整体结构和各功能模块，使系统能够准确、直观、快速地构建空间凸轮模型、进行运动仿真，并生成数控加工代码。实践表明，本系统具有良好的扩展性和实用性，操作界面便捷，自动化程度较高，因此本系统的开发具有一定的理论意义和实用价值