活塞是柴油机“心脏”,是柴油机传递动力和运动的关键零部件,而活塞裙在活塞工作过程中起到活塞运动的导向和承受侧向压力的作用,活塞裙的加工精度将会直接影响柴油机的工作效率和活塞的使用寿命。而现有的活塞加工工艺不成熟,活塞裙变形严重,合格率低,活塞裙的加工质量问题严重制约柴油机的发展。通过理论推导、有限元分析以及实验验证等方法对活塞加工关键工序进行深入研究,提出了活塞关键加工工序的装夹夹具改进和切削参数优化,有效减少了活塞裙的加工变形。主要研究工作如下:(1)根据活塞加工工艺调研与国内外加工变形经验确立了活塞裙加工变形的关键工序。(2)根据装夹约束理论采用有限元软件分析了活塞关键加工工序活塞裙的装夹变形随装夹力与装夹方式的规律并开展活塞装夹实验,验证了活塞装夹有限元模型的科学性。(3)根据切削基本原理利用Ansys软件建立活塞切削加工有限元模型,研究了切削参数与刀尖半径对活塞裙加工变形的影响规律,同时建立活塞装夹切削耦合有限元模型,分析活塞关键加工工序装夹与切削对活塞裙变形的影响,为活塞关键加工工序工艺优化提供依据。(4)基于活塞精车型线工序原有夹具进行改进,设计了该工序的专有装夹夹具,解决活塞裙因浮动支撑高度不均引起的装夹变形问题。(5)基于正交实验理论设计活塞铣R341工序切削参数正交实验,将正交实验结果进行活塞裙变形量均值分析并进行活塞裙变形量极差评估,得出了活塞铣R341工序的优选参数,并对优选参数进行仿真验证。