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ATC(自动换刀装置)是数控加工中心的主要功能部件之一，弧而分度凸轮是ATC的重要零件，由于结构的复杂性，使其设计和制造十分困难。目前，我国在弧而分度凸轮的设计和制造水平上与台湾和国外相比差距较大，国产的弧面分度凸轮使用寿命短、承载能力与可靠性差。国内使用的高档ATC主要依赖进口。冈此，对弧而分度凸轮机构的设计与制造理论进行深入地研究，开发应用弧面分度凸轮机构CAD/CAM系统具有深远的现实意义。 本文以ATC凸轮机构为研究对象，首先，根据ATC的结构形式和工作原理，设计ATC运动循环图，并推导了弧面分度凸轮工作轮廓曲面方程和平面沟槽凸轮滚子中心运动轨迹方程，详细介绍并选用合适的凸轮机构运动规律。其次，根据上述设计绘制ATC的二维装配图，对ATC组成零部件进行三维建模并进行装配。最后，介绍了弧面分度凸轮数控加工，包括加工设备、加工方法、加工工艺、走刀路线选择及数控程序编写原理，并利用UGNX数控加工模块生成平面沟槽凸轮数控加工代码。 在对ATC凸轮机构理论研究的基础上，本文基于SolidWorks，利用SolidWorks API及VC++6.0开发了ATC凸轮机构CAD/CAM系统。设计者在系统界面输入设计参数，就可以实现轮毂和转盘的参数化设计，同时生成弧而分度凸轮工作轮廓曲面与平面沟槽凸轮滚子中心运动轨迹曲线的三维坐标点数据和弧面分度凸轮的数控加工代码，完成ATC凸轮机构从设计到制造的整个过程，并通过具体的设计实例验证了系统的可行性与正确性。