曲轴是发动机的关键零件其中之一,发动机生产企业也一直在为可以高精度,高效率的加工曲轴进行不懈的努力。由于一直以来曲轴的几何形状比较复杂,刚性比较差,磨削加工时的误差来源非常多,加工精度不容易保证。因而,曲轴磨削加工一直是汽车发动机制造业的难点和重点。从传统曲轴加工发展到曲轴数控加工,曲轴加工技术已经得到突飞猛进的发展。目前曲轴数控加工中主要采用的加工方法是C-X曲轴随动磨削方法,因为数控技术本身计算精度高并且这种随动磨削避免了多次装夹造成的定位误差,所以曲轴高精度加工广泛采用了这种方法。然而在理论上C-X曲轴随动磨削的数学模型存在着先天的不足并且在理论上这些不足是无法通过补偿来彻底解决的,所以有必要对模型本身进行改进来进一步提高曲轴的加工精度。在对C-X模型本身进行分析之后发现了产生加工误差的根本原因,这种误差可以通过对砂轮增加了Y方向的自由度的方法得到解决,之后建立了一种全新的C-X-Y曲轴随动磨削数学模型,并进行理论验证。根据曲轴磨削的基本原理,对砂轮磨削力进行了一些初步研究,一般来说磨削力的基本参数需要进行实验,根据数据总结出经验公式。曲轴和砂轮的位移,速度,加速度是运动学的基本参数。在计算出这些基本参数之后对磨床结构进行初步设计,并对C-X-Y三轴联动曲轴随动磨床的一些关键部件提出的相应的技术要求。首先减小和避免误差是精密加工的重要任务。在建立C-X-Y三轴联动曲轴随动磨削运动模型后,对磨床进行几何误差分析,具体分析磨削曲轴连杆颈部时伺服系统跟随误差中的头架误差,砂轮架X轴Y轴误差分别对加工半径,圆度以及加工位置偏离的程度的影响以及C-X-Y三轴误差的综合影响结果。之后又讨论了砂轮安装偏心,砂轮的尺寸变化,砂轮的磨损对加工精度相关影响因素以及一些规律和处理方法。其次针对曲轴随动磨削振动产生的机理进行分析,对振动产生根源进行具体分析,因为强迫振动是产生振动误差的主要因素,所以有必要对强迫振动进行函数模型的建立。在分析了工件表面波纹跟振动之间的具体关系之后,发现强迫振动主要是由于砂轮的不平衡,所以在最后对砂轮不平衡所引起的振动进行深入分析,利用多自由度振动理论将曲轴随动磨削系统简化为四自由度的振动系统,并建立数学模型,根据模态分析理论对方程进行求解。振动的结果是曲轴加工表面产生振动波纹。因为强迫振动不是衰减振动,需要注意砂轮的动平衡和静平衡并避开系统固有频率。