节能和环保是当今汽车工业发展的主题[1]。凸轮轴作为汽车、内燃机等发动机的核心零部件，其加工质量和型线误差不仅对喷油泵工作的可靠性有严重影响，也直接决定了燃油系统的工作性能。随着全球排放法规日益严格和国家新凸轮轴设计标准的出台，促使燃油系统趋向于更高压力、更高转速以及更快响应性的方向发展，这就对凸轮型面的加工质量提出了更高的要求。本文在分析国内外凸轮轴磨削加工误差检测及补偿研究现状的基础上，设计了一套基于USB总线的凸轮轮廓在位测量系统，并对该测量系统的去噪、滤波等信号处理电路进行了分析研究，同时讨论了影响测量系统可靠性和精度的多种干扰因素。最后通过与离线测量设备凸轮轮廓测量仪进行对比实验，验证该测量系统的精度及可靠性。本文采用正交试验法设计磨削工艺实验，运用极差法和方差法综合分析相关磨削工艺参数对工件加工质量的影响规律。利用遗传神经网络算法建立了工件加工质量和相关磨削工艺参数间的非线性映射关系，同时基于正交试验法的分析结果改进遗传神经网络算法，实现了相关磨削工艺参数的优化，这也是为凸轮轴试磨加工实验提供合适的工艺参数。本文针对XC轴联动的8325B型全数控凸轮轴复合磨床提出了新的误差分析及补偿策略。对经过试磨加工后的凸轮轮廓进行在位测量，从而分析出整个磨削工艺系统稳定且可重复的加工误差，再基于此系统误差构建新的凸轮虚拟升程，以此控制磨削点的运动轨迹。通过该方法可以有效减小磨削工艺系统的稳定误差对后续同规格零件加工质量的影响。本文运用最小二乘法理论，通过编程实现对误差规律段的分析及自动选取，然后通过构建虚拟升程达到间接构建虚拟轮廓的目的，从而实现误差分析及补偿研究的自动化。基于C++Builder凸轮轴加工误差在位测量及补偿理论进行软件编程，该软件具有良好操作性，也加入了许多辅助功能，能更好地指导实际生产加工。针对误差分析和补偿理论进行了实验验证。结果表明：误差分析和补偿理论具有较好的可行性，可以有效提高凸轮轴加工精度和质量。