随着制造业的快速发展,加工中心的应用越来越广泛。自动换刀机构(ATC)是保证加工中心多工序集中加工的基本条件,而弧面凸轮是ATC装置中的关键零部件,其加工制造存在较大困难。针对弧面凸轮磨削加工中质量不稳定、凸轮形线精度不高、砂轮磨损快的现状,对弧面凸轮沟槽磨削的加工工艺进行研究,具有十分重大的实际意义。本文通过对弧面凸轮精确建模、数字化加工仿真和设计仿弧面凸轮沟槽成型磨削工艺实验,探究砂轮、不同工艺参数对磨削力、表面质量与磨削比能的影响。本文主要研究工作如下:(1)对弧面凸轮的发展、曲面轮廓方程的建立及建模进行综述;介绍了国内外加工弧面凸轮的方法,其中重点介绍了两重包络法(砂轮做行星运动)的加工方法;并对不同结构的沟槽加工进行了分析、对比,总结了弧面凸轮目前研究现状及沟槽加工的问题。(2)在Creo软件中,对ATC中弧面凸轮进行了精确建模;并把建立的模型导入到Adams中进行仿真分析及验证。(3)对北京第一机床厂五轴磨削弧面凸轮的工步进行了分析,依托实验室200m/s超高速精密磨削实验台制定实验方案,将现场加工的磨削参数换算为平面磨床的当量磨削参数,采用陶瓷结合剂CBN砂轮开展渗碳淬硬20CrMnTi仿沟槽双边磨削实验,并制定磨削工步实验参数。(4)实验研究了深沟槽双边磨削中磨削力、比磨削能的影响规律。通过对磨削后工件表面形貌及粗糙度的检测和实验结果的总结分析,针对不同的深沟槽磨削工步,磨削效率均可相应的提高。综合评价低粗糙度、无烧伤的磨削工艺,从而为弧面凸轮磨削加工中砂轮的选型与修整参数提供理论依据和参考。