随着内燃机向高强度、高性能和高可靠性方向发展,对内燃机性能提出了更高的要求。活塞是传递运动和动力的核心部件,其加工质量和工艺稳定性直接影响内燃机的工作性能和寿命。为了对活塞加工质量进行有效控制,有必要基于应力应变对影响活塞加工质量的因素及影响规律展开研究。主要研究内容包括:1、基于Johnson-Cook流动应力模型、运用Merchant剪切角公式以及修正公式计算了锋利刀具作用下的切削力、切削刃钝圆半径作用下的犁耕力以及刀具后刀面上切削力,并分析了后刀面磨损长度对切削力的影响。2、采用镜像热源法建立了工件切削时的温度分布预测模型,与有限元方法进行对比,验证了模型的正确有效性;运用有限元法研究了不同环境温度下切削温度、切削力以及残余应力的变化规律;运用热弹性理论计算了切削工件时的热变形,分析了切削速度和工件半径对加工工件热变形的影响。3、根据切削力计算了切削过程的夹紧力,并通过正交试验和有限元软件分析了不同装夹方式和夹紧力作用下活塞的最大变形,建立了不同的预测装夹变形的回归方程。结合残差和误差分析,构建了已知工件几何参数和切削参数的情况下,活塞装夹的最佳变形预测方程。4、制定了活塞固溶时效热处理和深冷处理工艺流程,仿真分析了固溶时效热处理和深冷处理工艺下的温升及应力变化过程,得到了最小应力下的热处理工艺及深冷次数。