磨削作为精加工工序能较好的保证航空轴类零件的加工精度,以达到零件设计标准。但磨削过程中如有较多能量传入工件之中会使工件磨削区的温度升高,而过高的温度又会对工件带来不必要的热变形和烧伤等有害影响,因此开展磨削过程热分析十分重要。过去进行的磨削数值热分析大多使用基于固定热源形貌的移动热源法,未考虑热源形貌变化对温度带来的影响。对于航空轴类零件进行考虑磨削温度的磨削工艺优化研究较少,且专门对此类零件开发用于磨削工艺分析的软件更少。因此本文在编号为JG2017092的项目资助下,建立了考虑工艺参数影响且热源形貌自适应变化的新型磨削弧区外摆线热源模型,并对其变化规律进行了深入研究。紧接着基于该模型进行磨削工艺优化研究,并开展了相关分析软件的研制。论文的主要工作如下:首先,本文建立了热源形貌自适应变化的新型外摆线热源模型,并与传统热源模型进行了对比研究。为此,结合移动热源法使用MATLAB编程对工件温度场进行了求解,并将仿真结果与实验磨削温度进行对比,验证了该模型的正确性。对比研究表明:相对于传统的均布热源、直角三角热源和二次曲线热源,新型外摆线热源因其热源形貌能够自适应调整,表现出了较好的温度预测性能。进而,深入分析了外摆线热源的形貌变化规律,并开展了该热源作用下航空轴类零件磨削温度随工艺参数变化规律的研究。为此,分析了未变形磨屑厚度随工艺参数变化的规律。结果表明:砂轮线速度、磨削深度的增加和工件线速度的减小均会导致航空轴类零件磨削最高温升的增加。然后,使用广义径向基神经网络和遗传算法对航空工件磨削工艺开展了多目标优化研究。该优化以砂轮线速度、工件线速度、磨削深度作为自变量,以磨削温度最小化、材料比去除率最大化和表面粗糙度最小化为优化目标。通过多目标遗传算法和加权求和法的求解,获得了使工件综合加工目标最优的工艺参数组合。最后,开发了航空常用材料磨削加工过程分析软件。该软件基于VB、FORTRAN和MATLAB混合编程,能够在选定的砂轮、工件和磨削液的型号下,根据设定的工艺参数进行磨削过程润滑和温度分析,并给出磨削弧区磨削液压力、膜厚和温度分布的计算结果。同时,开发了磨削数据库,工艺制定人员能够根据需要快速增删改数据库中的内容,为工艺制定提供了有益参考。