随着高速、高精度空间凸轮机构的广泛应用,传统的设计及加工方法制造出的空间凸轮在高速、高精度场合存在的问题也就暴露出来,如:从动滚子与凸轮沟槽(廓面)的摩擦、磨损加重,传动不平稳,噪声大等一系列问题.造成这些问题的原因是多方面的,主要是不合理的从动件运动规律、较大的凸轮加工误差、廓面不光顺等各种因素造成的.针对存在的问题和造成这些问题的原因,该文探索采用新的设计构造从动件运动特征规律的方法和新的插补加工方法予以解决.该文主要作了三方面工作:第一,研究掌握了B样条的定义、B样条插补原理以及影响B样条曲线形状的因素,通过改变这些因素可以改变曲线形状,以达到优化曲线设计的目的.第二,研究将B样条用于空间凸轮的设计中,主要是用于拟合构造从动件的运动特征规律.B样条曲线适合用于拟合构造高速、高精度空间凸轮从动件的运动规律,是因为只要B样条次数取得足够高,通过改变节点和控制顶点,就可以设计出光顺的凸轮廓面和光滑连续的从动件速度、加速度曲线.第三,研究将实时B样条插补用于空间凸轮的数控加工中,不仅使编程简单、程序大大缩短,从而减少了从CAD/CAM到CNC之间的数据传送量、节省了存储空间,而且,从设计到插补加工有统一的表达式,理论上没有数据转换误差.这是一种曲线插补,可直接加工出按B样条设计构造的空间凸轮廓面形状,彻底消除了传统的直线或圆弧插补用许多段短小直线或圆弧逼近空间凸轮廓面造成的波形度误差和廓面不光顺问题.该文基于B样条的空间凸轮设计及加工技术研究具有理论和实际意义,是一种新的设计及加工方法,加工出的空间凸轮廓面精度高、光顺性好,从而解决了高速、高精度空间凸轮传动不平稳、噪声大、以及因磨损严重而寿命短等问题.有利于实现空间凸轮的CAD/CAM和CNC一体化.