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凸轮轴是汽车发动机和其它内燃机的重要零件,其加工质量直接影响汽车产品的质量。同时随着对环保的要求不断提高,高环保性能、低排放、低消耗、低污染在发动机的性能要求中已经越来越重要,这就意味着对凸轮轴加工质量和加工效率的要求也越来越高。本文首先在文献综述的基础上对数控自动编程技术在磨削领域的应用进行了初步的分析,提出了开发凸轮轴数控自动编程系统的目的和主要研究内容。在深入研究凸轮升程和轮廓之间相互转化的数学模型的基础上,分析了实际加工中砂轮修整引起半径变化对凸轮精度的影响。通过模拟及编写砂轮分段程序为凸轮实际加工提供了指南。本文利用C++Builder软件为平台。根据加工模型,编制了凸轮磨削自动编程软件,输入相关参数后,可以得到直接用于数控磨床的NC代码,实现产品的快速制造。利用自动编程模块与工艺优化模块(遗传算法和神经网络)相结合智能选择工艺参数控制凸轮轴加工,提高加工质量和加工效率。针对不同数控系统,提出了后置处理基于模板和数控程序参数化设计的方法,大大提高了自动编程系统的柔性和可扩展能力。在分析凸轮轴数控虚拟磨削技术特点基础上,综合运用数据库技术、计算机编译技术和图像处理技术,开发了基于编译原理和图像处理的凸轮轴数控虚拟磨削系统。该系统采用链码跟踪方法记录图像的边缘轮廓,同时,结合数控加工的特点,通过轮廓误差分析实现凸轮轴X-C数据插补间隔的自适应调整。给出了系统开发关键技术的实现方法。论证了采用后缀表达式作为中间代码的可行性。使得基于不同的数控系统编写的程序可以通过中间代码统一起来。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。