发动机缸体缸孔是汽车燃料燃烧、化学能向机械能转换的主要部位,其最后一道工序—珩磨加工的宏、微观精度对发动机的动力性能、摩擦功耗及其寿命都有很大的影响。而缸孔珩磨加工精度受到珩磨砂条几何尺寸、磨粒浓度、粒度、材料,珩磨转速、进给速率、珩磨压力、越程量以及前道加工工序误差等多重因素影响;缸孔珩磨后要求对包含圆度、圆柱度,粗糙度Ra、Rz、Rpk、Rvk、Rk、Mr1、Mr2等多维精度参数进行检测,多重影响参数与多尺度精度间的关系复杂,且精度公差要求极高,粗糙度控制范围达到2μm以内。因此,研究珩磨砂条质量、加工参数对缸孔精度的影响关系,实现缸孔珩磨多尺度精度的预测,对提升缸孔珩磨精度控制能力、提高生产稳定性和效率具有重要意义。目前国内、外对缸孔珩磨加工精度预测与控制的研究只分析较少加工参数的影响,而未能综合考虑缸孔珩磨加工前序误差、珩磨加工参数、砂条属性的综合的影响;其中缸孔珩磨仿真研究大多对砂条表面微观形貌进行简化,且只针对单阶段珩磨过程进行仿真,模型无法对缸孔珩磨加工的宏、微观精度进行同时预测。本研究针对发动机厂商缸孔加工中常采用的粗、精、平台珩多阶段顺次珩磨工艺过程,通过建立砂条微观表面形貌模型,实现缸孔珩磨运动学仿真以及宏、微观精度的同步预测。通过仿真分析与缸孔珩磨实验得到了各阶段珩磨加工参数、砂条磨粒属性等多重因素与缸孔珩磨精度的关系,提出从粗、精、平台珩磨多阶段过程对进行缸孔珩磨多尺度精度协调控制的方法。研究的主要贡献包括:1)将砂条制备工艺过程引入砂条表面形貌的仿真中。基于MATLAB和离散元方法对砂条制备的过筛与混料搅拌过程进行仿真,得到砂条磨粒大小与位置分布;并对磨粒的姿态、尖端磨损进行仿真,得到了基于多面体磨粒的砂条表面形貌模型。模型仿真结果在磨粒形状、分布以及表面密度上与实验观测结果都具有较高的一致性。2)建立缸孔多阶段顺次珩磨宏、微观仿真模型。在综合考虑缸孔珩磨前几何形状、砂条表面形貌、以及各阶段加工参数的基础上建立了缸孔多阶段顺次珩磨的运动学仿真模型;实现对缸孔珩磨宏、微观精度同步预测;对模型进行验证试验,模型对Rz、Rk、Mr1、Mr2预测误差都在10%以内。3)提出从粗珩、精珩、平台珩顺次过程对缸孔珩磨精度协调控制方法。进行缸孔珩磨均匀设计实验,结合仿真分析,发现影响缸孔珩磨圆度、圆柱度的主要因素为珩磨前缸孔初始形状偏差、珩磨材料去除余量与珩磨转速,影响缸孔珩磨粗糙度的因素主要为砂条磨粒形状、浓度、磨损程度、珩磨进给率。基于各因素的对缸孔珩磨精度的影响关系,提出从对不同珩磨阶段对缸孔珩磨加工多尺度精度进行协调控制的方法。基于以上研究,明晰了缸孔珩磨机理,为缸孔珩磨精度控制提供了理论依据。