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本書以船用柴油機機身、活塞、連杆、凸輪軸、缸蓋、滾輪6個典型核心零部件為對象，介紹了其加工機理分析、加工過程物理建模和幾何建模、加工表面質量預測等關鍵技術。本書主要內容包括船用柴油機機身深孔加工工藝，船用柴油機活塞加工工藝，船用柴油機連杆銑削加工工藝，船用柴油機凸輪軸感應淬火及磨削工藝，船用柴油機缸蓋高速穩定、低應力切削參數優化，船用柴油機滾輪磨削工藝分析。本書內容新穎，實用性強，可為高性能船用柴油機的研製提供理論和方法支持，有較高的參考價值。
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本書對6個典型核心零部件進行了加工機理精析，介紹其製造工藝，內容新穎，實用性強
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前言
第1章船用柴油機機身深孔加工工藝1
1.1引言1
1.2船用柴油機機身深孔加工機理及仿真2
1.2.1船用柴油機機身深孔加工機理2
1.2.2基於Deform-3D的切削溫度仿真3
1.2.3基於Fluent的槍鑽冷卻系統CFD仿真7
1.3船用柴油機機身深孔加工參數優化10
1.3.1優化變量、目標函數及約束條件的確定10
1.3.2基於粒子群算法的機身深孔加工參數優化12
1.4面向工藝精度控制的柴油機孔系虛擬製造系統開發與應用17
1.4.1面向精度控制的柴油機孔系加工工藝分析與優化17
1.4.2柴油機深孔槍鑽加工中軸線偏移機理與工藝34
1.4.3深孔槍鑽加工軸線偏移工藝仿真與優化36
1.4.4柴油機孔系虛擬製造系統實例應用39
1.5船用柴油機機身殘餘應力模擬48
1.5.1基於鑽孔法的柴油機殘餘應力測試原理48
1.5.2船用柴油機機身殘餘應力測量試驗50
1.6本章小結54
第2章船用柴油機活塞加工工藝55
2.1引言55
2.2船用柴油機鍛鋁活塞裙加工關鍵工序分析56
2.2.1鍛鋁活塞加工工藝流程56
2.2.2活塞加工關鍵工藝分析57
2.2.3確定活塞加工關鍵工序57
2.3鍛鋁活塞裙關鍵加工工序裝夾變形有限元模擬與實驗58
2.3.1活塞裙關鍵工序裝夾過程數值模擬有限元模型58
2.3.2活塞裙關鍵工序的裝夾變形規律61
2.3.3活塞關鍵工序裝夾實驗與模擬結果對比分析65
2.4鍛鋁活塞裙切削加工變形有限元模擬與實驗69
2.4.1基於Deform切削模型求解切削力和切削熱69
2.4.2基於ANSYS有限元模型求解活塞裙變形71
2.4.3鍛鋁活塞裙切削加工變形有限元模型實驗驗證73
2.5本章小結75
第3章船用柴油機連杆銑削加工工藝76
3.1引言76
3.2船用柴油機連杆關鍵工藝有限元建模76
3.2.1連杆幾何尺寸77
3.2.2連杆關鍵加工工序77
3.2.3連杆數值模擬有限元模型78
3.3連杆加工過程及變形分析79
3.3.1連杆熱處理溫度場結果分析80
3.3.2連杆熱處理殘餘應力場結果分析81
3.3.3工藝參數對連杆加工變形影響分析82
3.3.4連杆材料去除過程殘餘應力結果與分析85
3.4基於神經網絡的連杆變形預測87
3.4.1數據樣本的剔除與劃分87
3.4.2訓練樣本的學習方法88
3.4.3連杆變形預測88
3.5本章小結90
第4章船用柴油機凸輪軸感應淬火及磨削工藝91
4.1引言91
4.2凸輪軸感應加熱溫度場仿真分析91
4.2.1凸輪軸電磁感應加熱溫度描述和簡化91
4.2.2凸輪軸感應加熱過程有限元模型92
4.2.3凸輪軸電磁感應電磁場和溫度場的模擬分析95
4.3凸輪軸感應淬火殘餘應力場仿真分析98
4.3.1凸輪軸感應淬火冷卻組織分佈及硬度預測98
4.3.2凸輪軸感應淬火殘餘應力機理分析101
4.3.3凸輪軸感應淬火殘餘應力影響因素分析104
4.4基於淬火應力的凸輪軸磨削殘餘應力分析106
4.4.1凸輪軸磨削過程的有限元分析106
4.4.2基於淬火殘餘應力的凸輪軸磨削有限元分析112
4.5本章小結115
第5章船用柴油機缸蓋高速穩定、低應力切削參數優化117
5.1引言117
5.2船用柴油機缸蓋高速銑削穩定性預測118
5.2.1船用柴油機缸蓋高速銑削穩定性理論118
5.2.2船用柴油機缸蓋高速銑削穩定性極限圖119
5.2.3船用柴油機缸蓋高速銑削加工動力學方程數值分析122
5.3船用柴油機缸蓋高速銑削加工應力分析125
5.3.1船用柴油機高速銑削仿真建模過程分析125
5.3.2船用柴油機缸蓋二維高速切削有限元模型127
5.3.3切削參數對缸蓋加工應力的影響128
5.4船用柴油機缸蓋高速加工參數優化131
5.4.1缸蓋高速加工目標優化參數模型131
5.4.2缸蓋高速加工參數優化134
5.5本章小結136
第6章船用柴油機滾輪磨削工藝分析138
6.1引言138
6.2熱處理、磨削工藝對溫度、殘餘應力及磨削力仿真分析138
6.2.1熱處理對殘餘應力影響分析138
6.2.2磨削工藝參數對溫度及殘餘應力影響分析139
6.2.3負前角對溫度和法向力的仿真分析144
6.3砂輪及磨削工藝參數對磨削表面質量影響分析147
6.3.1砂輪及工藝參數簡介147
6.3.2表面形貌影響分析148
6.4本章小結152
參考文獻153
第1章船用柴油機機身深孔加工工藝1
1.1引言1
1.2船用柴油機機身深孔加工機理及仿真2
1.2.1船用柴油機機身深孔加工機理2
1.2.2基於Deform-3D的切削溫度仿真3
1.2.3基於Fluent的槍鑽冷卻系統CFD仿真7
1.3船用柴油機機身深孔加工參數優化10
1.3.1優化變量、目標函數及約束條件的確定10
1.3.2基於粒子群算法的機身深孔加工參數優化12
1.4面向工藝精度控制的柴油機孔系虛擬製造系統開發與應用17
1.4.1面向精度控制的柴油機孔系加工工藝分析與優化17
1.4.2柴油機深孔槍鑽加工中軸線偏移機理與工藝34
1.4.3深孔槍鑽加工軸線偏移工藝仿真與優化36
1.4.4柴油機孔系虛擬製造系統實例應用39
1.5船用柴油機機身殘餘應力模擬48
1.5.1基於鑽孔法的柴油機殘餘應力測試原理48
1.5.2船用柴油機機身殘餘應力測量試驗50
1.6本章小結54
第2章船用柴油機活塞加工工藝55
2.1引言55
2.2船用柴油機鍛鋁活塞裙加工關鍵工序分析56
2.2.1鍛鋁活塞加工工藝流程56
2.2.2活塞加工關鍵工藝分析57
2.2.3確定活塞加工關鍵工序57
2.3鍛鋁活塞裙關鍵加工工序裝夾變形有限元模擬與實驗58
2.3.1活塞裙關鍵工序裝夾過程數值模擬有限元模型58
2.3.2活塞裙關鍵工序的裝夾變形規律61
2.3.3活塞關鍵工序裝夾實驗與模擬結果對比分析65
2.4鍛鋁活塞裙切削加工變形有限元模擬與實驗69
2.4.1基於Deform切削模型求解切削力和切削熱69
2.4.2基於ANSYS有限元模型求解活塞裙變形71
2.4.3鍛鋁活塞裙切削加工變形有限元模型實驗驗證73
2.5本章小結75
第3章船用柴油機連杆銑削加工工藝76
3.1引言76
3.2船用柴油機連杆關鍵工藝有限元建模76
3.2.1連杆幾何尺寸77
3.2.2連杆關鍵加工工序77
3.2.3連杆數值模擬有限元模型78
3.3連杆加工過程及變形分析79
3.3.1連杆熱處理溫度場結果分析80
3.3.2連杆熱處理殘餘應力場結果分析81
3.3.3工藝參數對連杆加工變形影響分析82
3.3.4連杆材料去除過程殘餘應力結果與分析85
3.4基於神經網絡的連杆變形預測87
3.4.1數據樣本的剔除與劃分87
3.4.2訓練樣本的學習方法88
3.4.3連杆變形預測88
3.5本章小結90
第4章船用柴油機凸輪軸感應淬火及磨削工藝91
4.1引言91
4.2凸輪軸感應加熱溫度場仿真分析91
4.2.1凸輪軸電磁感應加熱溫度描述和簡化91
4.2.2凸輪軸感應加熱過程有限元模型92
4.2.3凸輪軸電磁感應電磁場和溫度場的模擬分析95
4.3凸輪軸感應淬火殘餘應力場仿真分析98
4.3.1凸輪軸感應淬火冷卻組織分佈及硬度預測98
4.3.2凸輪軸感應淬火殘餘應力機理分析101
4.3.3凸輪軸感應淬火殘餘應力影響因素分析104
4.4基於淬火應力的凸輪軸磨削殘餘應力分析106
4.4.1凸輪軸磨削過程的有限元分析106
4.4.2基於淬火殘餘應力的凸輪軸磨削有限元分析112
4.5本章小結115
第5章船用柴油機缸蓋高速穩定、低應力切削參數優化117
5.1引言117
5.2船用柴油機缸蓋高速銑削穩定性預測118
5.2.1船用柴油機缸蓋高速銑削穩定性理論118
5.2.2船用柴油機缸蓋高速銑削穩定性極限圖119
5.2.3船用柴油機缸蓋高速銑削加工動力學方程數值分析122
5.3船用柴油機缸蓋高速銑削加工應力分析125
5.3.1船用柴油機高速銑削仿真建模過程分析125
5.3.2船用柴油機缸蓋二維高速切削有限元模型127
5.3.3切削參數對缸蓋加工應力的影響128
5.4船用柴油機缸蓋高速加工參數優化131
5.4.1缸蓋高速加工目標優化參數模型131
5.4.2缸蓋高速加工參數優化134
5.5本章小結136
第6章船用柴油機滾輪磨削工藝分析138
6.1引言138
6.2熱處理、磨削工藝對溫度、殘餘應力及磨削力仿真分析138
6.2.1熱處理對殘餘應力影響分析138
6.2.2磨削工藝參數對溫度及殘餘應力影響分析139
6.2.3負前角對溫度和法向力的仿真分析144
6.3砂輪及磨削工藝參數對磨削表面質量影響分析147
6.3.1砂輪及工藝參數簡介147
6.3.2表面形貌影響分析148
6.4本章小結152
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