曲轴是发动机的关键零件之一，零件结构复杂，生产批量大(中小批量生产需要多品种车削生产)，精度要求高(尺寸精度IT6-IT7，圆度0.005mm，表面粗糙度Ra0.2-Ra0.4)。目前，磨削技术仍广泛应用于曲轴的最终加工。为了满足日益增长的曲轴加工要求，对曲轴磨床提出了很高的要求。现代曲轴磨床除了要求高的静动态刚度和高的加工精度外，还要求磨削效率高，更具柔性。近年来，要求曲轴磨床具有稳定的加工精度。所以曲轴磨床的工序能力系数规定为Cp=1.67，也就是说要求曲轴磨床的实际加工公差比曲轴的给定公差小一半。现代驱动控制技术、测量控制、CBN砂轮和先进的机床部件为曲轴磨床的高精度、高效率磨削创造了条件。一种叫做连杆轴颈的跟踪磨削工艺(图1)就是这些新技术综合应用的具体成果。这种跟踪磨削工艺可以显著提高曲轴连杆轴颈的磨削效率、加工精度和加工柔性。跟踪磨削连杆轴颈时，曲轴以中间轴颈为轴旋转，一次装夹下磨削连杆轴颈。磨削过程中，磨头实现往复摆动进给，跟踪偏心旋转连杆颈进行磨削。为了实现跟踪磨削，X轴不仅要有高的动态性能，还要有足够的跟踪精度，保证连杆轴颈的圆度：3mm-7mm。图1连杆轴颈示例：货车曲轴连杆轴颈直径Dh:94mm砂轮直径Ds:650mm行程半径Rh:75mm曲轴转速NW: 60r/min磨削时间Tc:12minX轴必须具备的动态性能X轴速度Vmax:约28m/minX轴加速度Amax:约3m/s跟踪磨削(Naxos)a-C砂轮在d-C轴不同位置的运动原理；Dh-连杆颈的直径；Rh-冲程半径；Ds-砂轮直径。CBN砂轮的应用是实现连杆轴颈跟踪磨削的重要条件。由于CBN砂轮的高耐磨性，磨削时砂轮直径几乎不变，可以减少运动学的复杂计算。CBN砂轮可以采用非常高的磨削速度，曲轴磨床的磨削速度一般可以高达125-140m/s，有的甚至可以更高。如磨削硬度为HRC35、磨削余量为0.25mm的球墨铸铁GGG70(相当于国内的QT70-2)曲轴时，砂轮圆周速度高达165m/s，大大缩短了基础磨削时间。这个圆周速度实际上已经达到了铣削材料的切削率，但是常规的砂轮是不可能达到这样的加工效率的。特别是对于高肩的卡车大型曲轴，磨削时需要较大的切入行程，CBN砂轮可以显著减少工艺循环时间，大大提高生产效率。CBN砂轮具有高的刀片强度和轮廓稳定性，长的修整间隔和高的耐用性，从而减少了砂轮的更换次数。CBN砂轮价格昂贵，但由于加工效率高、耐用，分摊到每个工件上的刀具成本低于价格低廉的普通砂轮。根据德国纳克索斯磨床厂的数据，使用CBN砂轮通常可以缩短50%的加工时间，同时可以节省50%以上的加工成本。需要指出的是，随着高速磨削技术的发展，CBN磨削技术已经从简单的光整加工技术发展成为一种普通的加工技术。使用CBN砂轮时，可给工件留下较大的加工余量，并可先后实现粗磨和精磨。图2直线电机结构示意图为了充分发挥这项新技术的潜力，现代磨床必须具有较高的静动态刚度和较高的动态性能，磨头重量要轻，以便在回摆和堡摆时保持较小的运动质量
采用这种直接驱动方式，省去了将常规旋转运动转化为直线运动的传动组件，不仅消除了传动间隙和传动部件误差带来的运动误差，而且显著提高了轴的动态性能和运动速度。以保持工件的转速与砂轮的圆周速度之间的比值不会相差太大，从而避免磨削烧伤。工件必须尽可能保持较高的转速，这意味着磨头在往复摆动跟踪磨削时需要较高的往复速度，而用常规滚珠丝杠传动很难实现。磨削过程中，磨头往复摆动对连杆轴颈的跟踪精度取决于磨头运动轴的计算、控制和监测，这就要求机床控制系统具有较高的计算效率和与机床的快速连接。因此，特别需要通过过程监控来实现。为了监控连杆轴颈的尺寸和椭圆度精度，通常使用安装在V形体上的测量头来测量待磨连杆轴颈的直径和已磨连杆轴颈的直径。在中小批量生产中，为了生产不同种类的曲轴，要求磨床具有更大的柔性。但是，采用跟踪磨削技术磨削不同类型的曲轴是非常容易的：在相同的轴颈宽度下，分布在180、72和120的4、5和6缸不同数量的连杆轴颈可以在这样的磨床上以不同的行程高度磨削，不需要任何机械调整。数控工件主轴箱和活动尾座可以实现不同的夹紧长度，连杆颈分度和行程高度之间的运动关系只能通过调用数控控制系统中存储的相应程序参数来实现。因此，磨床的调整时间很短，只需(1-5)分钟，用于不同类型曲轴组的轧制生产。但对于传统的曲轴磨床来说，曲轴是用偏心夹具夹紧的，待加工的连杆颈绕其轴线旋转进行磨削。磨削不同种类时，机床的调整时间较长，往往需要一个多小时。修整CBN砂轮时，必须使用涂有多层金刚石颗粒的驱动成形辊，并用数控轴以(2-5) mm的修整进给量将砂轮修整成所需的形状.由于跟踪磨削技术具有高效率、高精度和灵活性等优点，已成为连杆轴颈的主要磨削方法，并在曲轴厂得到广泛应用。
