國內使用的無靠模數控凸輪軸磨床幾乎都是昂貴的進口設備。本文研制了以PC機為控制裝置的數控凸輪軸磨床的數控系統和軟件及恒線速控制下的凸輪輪廓磨削加工數據處理方法。
凸輪磨削是特殊的非圓磨削。磨削時，除了基圓部分與外圓磨削加工狀況相同，其它部分的磨削條件均不斷發生變化。首先，由于凸輪曲線是由幾種簡單或復雜的曲線拼接而成，從而導致凸輪輪廓形成運動不連續，速度、加速度“突跳”劇烈。其次，被磨削點的瞬時速度，砂輪與工件的接觸弧長以及磨削點相對于凸輪中心的極坐標位置均隨凸輪曲線的形狀變化，使得磨削力、砂輪-工件系統的彈性變形、磨削熱量等也不斷發生變化。為此，采用如下工藝措施。
磨削加工過程中的數據處理均采用三次樣條函數擬合。三次樣條函數能夠保持各型值點處一、二階導數連續，各型值點間平滑連接，從而使凸輪升程曲線連續平滑變化，磨削過程中的速度、加速度平滑過渡。
采用變速恒磨除率控制。使工件在不同的磨削點處，工件轉速不同，磨削點處凸輪輪廓的線速度基本保持不變，以保證在磨削凸輪一周的過程中，金屬磨除率基本保持不變，磨削力變化不大，減少凸輪輪廓的表面紋波和燒傷。
采用軟件補償技術。

 不考慮砂輪修整與磨削進給量時的加工模型
一、聯動坐標的數學通用模型
加工前，按約定輸入凸輪軸數據(凸輪軸尺寸、凸輪個數、升程表數據等)、凸輪加工數據(磨削余量、磨削進給量等)、砂輪數據(砂輪修整量、砂輪修整時間間隔等)、機床系統參數等數據，計算出凸輪的實際輪廓坐標、磨削加工聯動坐標，接著進行恒磨除率處理，經過三次樣條函數插補，插補出的脈沖個數與脈沖頻率輸入伺服系統的位控板，并驅動伺服電機運動，實現X-C聯動。
機床采用X-C二軸聯動形式產生凸輪輪廓曲線，由凸輪實際輪廓的極坐標值、砂輪半徑、砂輪修整量、磨削進給量等參數確定X-C聯動坐標的數學通用模型見圖1。
已知凸輪實際輪廓ρ(φ)，坐標系X'OY'固定于凸輪中心上，磨削時，砂輪與凸輪輪廓在法向上接觸。圖1中O(O')為凸輪固定基準點，沿X方向來回移動，B點為砂輪中心。經過i次修整后的砂輪半徑Rw為：
式中，Rw0為砂輪的初始半徑；dRw為砂輪每次修整量；為經過i次砂輪修整后砂輪在半徑方向的減少量。
又令：
則考慮砂輪修整和磨削進給量時砂輪中心點B到凸輪中心點O的距離Sx為： (2)

而凸輪(C軸)轉過的角位移為：
C=φ+β-αA (3) 
    為凸輪磨削總余量；n為磨削總圈數；為磨削i圈后磨掉的凸輪輪廓厚度。
   磨削過程中砂輪反轉顯示的三個磨削加工位置
　凸輪磨削時磨削面積的簡化
二、恒線速控制條件下聯動坐標數學模型
在C軸以恒轉速進行磨削時，由于凸輪輪廓升程的不斷變化，凸輪輪廓各點的線速度也不斷變化，引起磨削的不均勻，磨削過程中金屬磨除率隨著凸輪輪廓面曲線變化而變化，從而引起燒傷、凸輪表面波度。磨削凸輪一周內的變化規律：按“基圓—升程—桃尖—頂圓—回程—基圓”的順序金屬磨除率變化。凸輪寬度b和磨削深度ap均可認為是一固定不變量，故凸輪磨削點處的瞬時線速度vω決定磨除率。只要控制C軸轉速，使vω為一恒定值，則可實現恒磨除率磨削。
圖2所示為磨削過程中的三個位置。在時間t1內磨除凸輪輪廓面積SA1A2B2B1，在時間t2內磨除凸輪輪廓面積為SA2A3B3B2，…。恒磨除率是指單位時間內磨除的金屬體積相等.現將局部區域A1A2B2B1放大，并將它近似為曲平行四邊形，如圖3所示。平行四邊形的一條邊(弧A1B1的長度)為ρdφ，其高即為ap，式中，K為常數，K＝磨除率/apb。
由此控制C軸的轉動規律，實現變速恒磨除率控制磨削加工凸輪