国内发动机主轴轴承的保持架一般采用40CrNiMoA合金钢制造,为了提高发动机主轴轴承的性能、寿命和可靠性,就必须减小保持架外圆磨削加工过程中产生的表面残余应力。针对上述问题,论文开展了40CrNiMoA高速外圆磨削表面残余应力研究。由于磨削表面残余应力的性质和大小与磨削比能、磨削力及磨削温度之间有着密切的关系,本文研究了磨削加工参数对磨削比能、磨削力和磨削温度的影响,进而有效地控制磨削表面残余应力。并建立了40CrNiMoA合金钢高速外圆磨削表面残余应力有限元仿真模型及BP神经网络预测模型,实现了对40CrNiMoA合金钢高速外圆磨削表面残余应力的预测。论文的主要研究内容包括如下四个方面:(1)进行了40CrNiMoA合金钢高速外圆磨削正交实验,选取砂轮线速度、工件转速及磨削深度作为正交实验因素。采用数字功率仪采集了磨削过程中的磨削功率数据,通过磨削比能经验计算公式得到磨削比能值;通过切向磨削力经验计算公式得到切向磨削力值;采用红外热成像仪采集了磨削过程中的磨削区温度数据;采用盲孔测力仪测量了磨削加工后的工件表面残余应力。(2)对不同磨削加工参数下的磨削比能、切向磨削力、磨削温度、磨削表面残余应力进行了极差分析以及方差分析,得到了磨削加工参数对40CrNiMoA合金钢磨削比能、切向磨削力、磨削温度、磨削表面残余应力的影响规律及影响程度,提出了相应的磨削加工参数优化方法。(3)建立了多面体磨粒模型及CBN砂轮模型,基于Abaqus进行了40CrNiMoA磨削表面残余应力仿真,得到了不同磨削加工参数下的切向磨削力、磨削温度及磨削表面残余应力值,通过切向磨削力、磨削温度及表面残余应力仿真值与实验值进行对比,验证有限元仿真模型的有效性。(4)建立了外圆磨削数据库系统,基于BP神经网络建立了40CrNiMoA磨削表面残余应力预测模型,通过磨削比能、切向磨削力、磨削温度及磨削表面残余应力预测值与实验值进行对比,验证预测模型的有效性。