許多零件都有非圓截面輪廓存在。例如，內(nèi)燃機(jī)活塞輪廓、抽水泵的軸、沖模、凸輪軸、凸輪、非圓軸承內(nèi)輪等。盡管這些零件均可以通過仿形加工、磨削加工的工藝方法獲取零件輪廓。但是，隨著平面磨床產(chǎn)品市場的全球化，企業(yè)面臨著越來越大的產(chǎn)品競爭壓力，這就需要產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)不但要生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代時間、設(shè)計制造周期也要進(jìn)一步縮短，以快速響應(yīng)市場的變化，滿足客戶需求，并且還需要大大提高其生產(chǎn)效率。所以，為了適應(yīng)這種科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以滿足企業(yè)參與競爭的要求，對非圓界面零件加工不但需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造的高精度，而且還需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造的高效率，從而對非圓截面零件的加工工藝也提出了更高要求。
　　(1)工藝差大部分非圓零件均屬細(xì)長軸類零件，本身剛性較差，磨削時容易產(chǎn)生彎曲變形，并產(chǎn)生磨削振動，影響加工零件的尺寸一致性和磨削表面的質(zhì)量，加工工藝性較差。
　　(2)輪廓型面復(fù)雜
　　非圓零件輪廓型面一般具有多段高次曲線型面，它的升程轉(zhuǎn)角與砂輪半徑之間存在非線性關(guān)系，如圖7—27所示，如汽車凸輪軸是由基圓段1、緩沖段2、加(減)速段3(4)、頂圓段5等部分組成。在基圓段，其磨削條件與普通外圓磨削基本相同，但在其他區(qū)段，磨削時的情況與普通外圓磨削就有很大差異。由于凸輪輪廓曲線形狀的特殊性，它在磨削時各磨削點(diǎn)移動速度有很大變化，尤其是在加(減)速段，磨削速度可達(dá)到磨削基圓時的幾倍，甚至幾十倍。隨著汽車對廢氣排放要求的提高，出現(xiàn)了一些輪廓更特殊的凸輪軸，如帶有二次升程的凸輪軸和在外凸輪廓中帶一小段內(nèi)凹輪廓的凸輪軸，都出現(xiàn)在新近開發(fā)的汽車發(fā)動機(jī)中。這種異形輪廓對傳統(tǒng)機(jī)床提出了極大挑戰(zhàn)，促使人們?nèi)パ芯俊㈤_發(fā)高柔性的數(shù)控凸輪軸磨床。
　　 (3)表面不同的曲線段一般硬度分布不一致
　　目前大量轎車發(fā)動機(jī)凸輪軸采用合金冷激鑄鐵材質(zhì)。合金冷激鑄鐵凸輪軸由于在鑄坯時已采取了局部冷激工藝，因此，凸輪型面各段已具有各不相同的硬質(zhì)層，不再需要熱處理就能達(dá)到零件表面所需的硬度與強(qiáng)度。一般來說，在凸輪頂端，要求的硬度最高；在挺桿上升段與下降段，硬度次之；在基圓段，硬度要求較低。這種硬度結(jié)構(gòu)改善了凸輪軸綜合力學(xué)性能，有效地降低了凸輪軸與挺桿之間的摩擦因數(shù)。但是，這種非均質(zhì)的硬度結(jié)構(gòu)也給磨床磨削工藝帶來了一定難度。
　　(4)表面容易產(chǎn)生波紋
　　由于凸輪軸屬細(xì)長軸類零件，變化的磨削力容易引起磨削振動，加上凸輪軸本身剛性差則會使這種情況愈加嚴(yán)重，其后果則是在磨削表面產(chǎn)生直線紋理，甚至達(dá)到肉眼可以發(fā)現(xiàn)的程度。
　　(5)加工精度要求越來越高
　　隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，節(jié)能和環(huán)保日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，新的凸輪軸設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對加工設(shè)備提出了更高要求，凸輪軸加工精度的高低直接影響發(fā)動機(jī)的質(zhì)量、壽命、廢氣排放和節(jié)能。因而，對發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵零件凸輪軸的制造精度要求也越來越高，如解放牌汽車凸輪軸的輪廓精度要求為±0.1，改進(jìn)后的解放牌汽車凸輪軸提高到±0.05，而目前引進(jìn)的汽車發(fā)動機(jī)凸輪軸精度為±0.03，國內(nèi)很多凸輪軸生產(chǎn)廠家甚至要求產(chǎn)品輪廓精度達(dá)到土0.02，其幾何精度提高幾倍。同時，對磨削表面粗糙度，原先要求Ra為0.63～0.8弘m，然后采用砂輪帶拋光，而現(xiàn)在很多生產(chǎn)線直接要求磨至Ra為0.2～o.4肚m，省略拋光工藝。
　　(6)加工節(jié)拍和效率高
　　汽車發(fā)動機(jī)生產(chǎn)中為提高加工效率，減少生產(chǎn)線上機(jī)床數(shù)量，在工藝上將多道程序進(jìn)行組合，采用高速、超高速磨削取代傳統(tǒng)的材料粗加工方法，如車、銑等，實(shí)現(xiàn)以磨代車、以磨代銑，從而在加工工藝上實(shí)現(xiàn)突破，將多道工序?qū)崿F(xiàn)成一道工序，以提高生產(chǎn)效率。對單臺機(jī)床來說，用超高速磨床比普通磨床可提高功效3倍以上，這一點(diǎn)在汽車凸輪生產(chǎn)線上得到充分體現(xiàn)，砂輪線速度為140m /s的凸輪軸磨床加工一根6缸汽車發(fā)動機(jī)凸輪軸，生產(chǎn)節(jié)拍僅lmin20s，而用普通機(jī)床加工，節(jié)拍時間在6min以上。
　　(7)容易發(fā)生磨削燒傷
　　磨床磨削加工時大部分磨粒是以負(fù)前角方式進(jìn)行磨削，對材料的擠壓作用明顯，隨著磨削速度的提高，磨削表面層會有很高的溫升，磨削區(qū)的瞬時溫度有時可達(dá)1000。以上，從而產(chǎn)生磨削燒傷。在凸輪軸磨削時，由于兩側(cè)加(減)速段磨削速度提高，材料硬度又最硬且由于該區(qū)段加工時凸輪輪廓形狀原因?qū)е履ハ饕翰蝗菀走M(jìn)入磨削區(qū)，因此最容易發(fā)生磨削燒傷，輕微的磨削燒傷經(jīng)探傷可發(fā)現(xiàn)細(xì)微裂紋，嚴(yán)重的肉眼就能發(fā)現(xiàn)表面顏色變化和產(chǎn)生的開裂現(xiàn)象等，嚴(yán)重影響了零件質(zhì)量。