刀库和自动换刀装置是数控加工中心上重要的功能部件，弧面分度凸轮机构是自动换刀装置上的最关键的机构，实现换刀装置扣刀、换刀、回位等一系列动作。由于弧面分度凸轮工作廓面复杂，加工困难，国内使用的高档自动换刀装置主要依赖进口，国内生产的弧面凸轮质量和效率很低。夹刀爪是斗笠式刀库中最关键的零件，其功能是负责夹持刀具，实现刀具的插拔动作，刀库的频繁换刀和大负荷量使夹刀爪产生变形和断裂等问题，直接影响刀库的性能。因此对弧面分度凸轮的加工制造和强度分析、刀库夹刀爪的强度分析很有必要，也很有意义。本文所研究的内容主要包括以下几个方面:　　(1)利用空间回转变换张量、最小距离法和微分几何基本理论推导出了弧面分度凸轮的廓面方程，研究了弧面凸轮分度期间的运动规律特性曲线，并介绍了如何选择特性曲线。　　(2)在对弧面凸轮理论研究的基础上，结合专用数控机床针对弧面分度凸轮的加工开发出一套集弧面凸轮的设计计算和加工制造于一体化的CAD/CAM系统，可以完成弧面凸轮从毛坯到加工成符合要求的成品的全自动化数控加工。较好的解决了弧面分度凸轮实际加工困难的难题，更方便的为加工工人加工结构复杂的弧面凸轮，提高了弧面凸轮的加工效率。　　(3)应用Pro/E建立弧面分度凸轮机构和斗笠式刀库夹刀爪的三维模型，并将模型导入到ANSYS Workbench有限元分析软件中，分别进行接触力进行强度和模态仿真分析，得出应力应变固有频率等参数，并对其强度进行校核。　　(4)简要介绍了数控编程的基本知识和华中数控HNC-818数控系统。并对弧面分度凸轮的数控加工进行了详细介绍。