曲轴是汽车、摩托车发动机及其它内燃机上的关键零件,需求量大,种类繁多,其加工的精度、柔性、效率和自动化程度的高低对发动机的质量、产量、寿命、废气排放和节能会产生直接影响,对发动机的性能起决定性的作用。目前国内外通常都将磨削用于曲轴零件的终加工工序,以保证较高的加工精度,并获得良好的表面质量。为了实现曲轴的高速、高效、高精度磨削加工,必须开发出一种专用的数控曲轴磨床,并开发出数控曲轴磨床加工控制软件。本文首先对课题研究背景、国内外数控曲轴磨床的研究现状及切点跟踪数控曲轴磨床的几个核心技术进行了介绍和分析。分析对比了几种切点跟踪磨削加工运动方式,选择最终加工所需的运动模型。对运动模型进行误差分析,计算理论上所产生的误差并用函数进行拟合,最终将误差引入运动模型进行补偿。用MATLAB软件对切点跟踪加工的运动过程进行模拟仿真,以此检测加工过程的运动特性是否符合数控机床机械系统和伺服系统的响应范围要求。对切点跟踪数控曲轴磨床的进给机构进行了设计,分析研究了进给机构的关键技术和进给系统结构参数对机床动态性能的影响。对横向进给机构采取了两种设计方案,即采用液体静压轴承导轨支撑的横向进给机构和采用直线循环滚柱轴承及导轨组件的横向进给机构,并对这两种方案进行了分析比较。最终确定采用直线循环滚柱轴承及导轨组件方案设计横向进给机构,并对横向进给机构的锁紧单元进行了研究。另外,对纵向进给机构进行了设计。对进给机构进行了三维实体建模和虚拟装配,并对装配后的进给机构进行了运动仿真。通过运动仿真对机构的装配和设计进行了干涉检查。在开放的西门子840D数控系统基础上,应用其HMI软件及VB、VC程序开发软件进行了二次开发,开发了曲轴磨削系统的加工控制软件,从根本上解决了高速全数控曲轴磨床的工件数据输入、加工过程的控制,使得曲轴的高速高效加工成为可能。并针对全数控曲轴磨床加工实际的需要,在这个基础上对功能进行了扩展,实现系统更有效的控制,使数控系统的功能更为强大。