随着国民经济不断发展，我国铁路运输持续提速，大连机车车辆有限公司(后简称公司)生产的内燃机车柴油机向着大功率，多样化发展。凸轮轴是机车柴油机的关键部件，凸轮型线设计直接影响柴油机工作性能，因而研究凸轮型线设计是发动机制造领域重要课题之一，凸轮轴加工工艺设计亦备受相关企业广泛关注。 凸轮型线设计是凸轮轴设计的关键步骤，为满足目前铁路对内燃机车柴油机高速重载的要求，机车柴油机凸轮型线设计采用多项式高次方凸轮。从柴油机性能对气门通过能力和配气机构动力性能的要求出发，先拟定推杆运动规律，而后求得凸轮外形轮廓曲线的极坐标表达式，继而计算出凸轮的升程表，设计凸轮型线图。 凸轮轴工艺优化关键在于凸轮加工工艺的数控化，柔性化。从凸轮轴加工工艺布局调整，工艺流程改进，M40型五轴联动车铣加工中心和CN320型数控凸轮磨床的程序编制，以及单节凸轮轴组装工艺改进等几方面入手，完成了单节凸轮轴的工艺优化设计。凸轮精磨是凸轮轴加工的关键工序，凸轮精磨工序磨削裂纹质量控制是提高凸轮轴加工质量的重要环节。通过对磨削裂纹的原因进行深入分析，提出切实可行的预防措施，实现了对凸轮轴加工关键工序的质量控制。 经生产实际验证，凸轮型线设计实现内燃机性能要求；凸轮轴工艺优化显著改善产品加工及组装质量，增强工艺的柔性化，满足了企业产品多品种、高精度的生产需求。