随着制造工业的发展，凸轮和凸轮轴的在生产数量和精度上的要求越来越大。在这样的大环境下，要求凸轮和凸轮轴的磨削加工过程朝着高精度、高效率、高柔性的方向发展，直接对凸轮生产工艺水平以及磨削理论的研究提出了更高的要求。本课题首先推导凸轮旋转轴(C轴)与砂轮进退轴(X轴)之间的数学关系。结合实际的凸轮数控磨削过程以及凸轮轮廓曲线的特点，得到凸轮磨削过程中磨削速度与精度之间的规律，即：当磨削速度较大时，得到的实际凸轮轮廓误差比较大；降低磨削速度时，得到的实际凸轮轮廓更接近凸轮的理论轮廓。为了解决磨削过程中加工精度与生产效率之间的不平衡问题。提出数控凸轮磨削速度优化的思想：凸轮曲率变化很小的区域(基圆区)高速磨削；曲率变化大(敏感区)的区域低速磨削。以此为本课题的研究思想，制定凸轮磨削速度优化算法，并在数控凸轮磨床仿真平台上进行了仿真实验进行验证。其主要研究内容如下：1．推导凸轮旋转位置与砂轮进给位置的数学模型。基于三样条插值理论，对给定凸轮升程表进行光滑处理。根据不同从动件下凸轮机构的特点，通过反转法推导出凸轮轮廓轨迹的数学表达式，建立砂轮位置和旋转位置之间的数学关系。利用MATLAB工具对数学模型进行处理，得到凸轮理论轮廓曲线、砂轮中心点轨迹曲线和控制系统的理论输入，为下一步制定凸轮磨削速度优化算法以及优化算法的仿真验证提供有效的数据资源。2．分析磨削速度对轮廓误差的影响。由于凸轮轮廓型面复杂性，凸轮和凸轮轴在生产磨削过程中，各磨削点的速度，加速度以及加加速度会出现很大的变化。而工件的实际轮廓形状是由机床中的C轴和X轴相互配合决定的。根据控制系统跟随误差和工件轮廓误差定义，分析了磨削速度对单轴的跟随误差影响，磨削速度和跟随误差对工件轮廓误差的影响，得到的结论在仿真平台上进行了验证。为制定速度优化思想及方案提供理论基础。3．速度优化方案的制定。通过分析跟随误差，磨削速度与轮廓误差之间的关系，制定的凸轮磨削的速度优化思想：在磨削过程中，控制磨床在凸轮曲率变化很小的部分(基圆区)进行高速磨削，提高凸轮磨削的加工效率；曲率变化大(敏感区)的部分降低磨削速度，提高凸轮的磨削质量。以此作为的凸轮磨削的优化思想，制定直接速度优化法、S型加减速控制优化及构造曲线速度优化法。4．验证三种速度优化方法的有效性。对三种速度优化方法进行MATLAB编程,利用凸轮数控磨床仿真平台，加载速度优化后的数据。通过仿真平台得到速度优化后实际轮廓误差，和相同周期的恒角速度磨削得到的轮廓误差进行对比。同时对三种速度优化方法进行对比分析。综上所述，本课题在凸轮磨削过程中两单轴间的运动模型、磨削速度对凸轮轮廓误差的影响分析、凸轮磨削速度优化建模等方面进行了相关研究，并用MATLAB对上述问题进行验证。当然，还存在一些问题需要深层次的研究，如在速度优化的基础上加入智能控制器进行在线补偿；能否综合前一个周期得到数据，对下一个周期的指导等。