目前带凹面结构的凸轮在供油系统的凸轮轴中得到了广泛的运用。有部分研究人员以分析凹面凸轮轴磨削加工工艺理论为基础,生产了一些可以磨削凹面的凸轮轴磨床设备,并多数是以大砂轮和小砂轮复合磨削的方式来对工件磨削加工。目前采用这种加工方法磨削凹面凸轮轴效率不高,而且在采用小砂轮进行磨削凹面凸轮时易出现磨削力的不稳定问题,这显然直接影响到工件的加工效率以及加工精度。针对上述问题,本文对凹面的磨削采用了砂轮基于临界半径优化的磨削加工工艺,提高了工件批量生产的效率。同时把模糊PID控制技术引入到磨削力控制系统中,通过仿真分析可得,该控制技术实现了磨削力的良好控制。主要研究内容如下:(1)推导出工件转速与凸轮转角的联动关系,并以某汽车发动机上的进气凸轮为例,在Matlab中分别仿真出X轴和C轴的转速、加速度图。并通过分析凹面凸轮轮廓的特点,对原有的数据采用“中点回弹法光顺”,在用三次样条函数插值拟合,并采用了基于临界砂轮半径优化的凹面凸轮轴磨削加工新工艺,从而提高工件加工效率。(2)对凸轮磨床系统进行了相关的研究。首先对PC+NC结构的开放式数控系统的硬件进行介绍。然后采用C#语言,并以Visual Studio 2015为开发平台开发了其加工参数界面。(3)通过对传动件结构的简化及等效,分析了其机械结构,建立了砂轮磨削加工过程磨削力模型,并分析了模糊PID控制原理及设计模糊PID控制器的控制结构与控制规则,为磨削力控制系统的仿真分析奠定了基础。(4)在Matlab/Simulink中分别搭建了磨削力PID控制系统及磨削力模糊PID控制系统的仿真模型,并进行了仿真分析。仿真结果表明:在磨削力都输入为80N时,模糊PID控制磨削力的效果显然要比PID控制要好。