摘要
本研究采用整体性方法开发出一种可持续的先进制造技术，用于加工热处理后的42CrMo4钢圆柱形零件。该技术基于混合工艺，包括冷却辅助干式硬车削以及后续的冷却辅助干式金刚石抛光。通过基于涡流管原理的特殊装置实现无润滑的冷风冷却。研究分为两个阶段：第一阶段仅对硬车削工艺进行研究，通过方差分析确定关键影响因素（进给速度和刀具半径）；第二阶段则对混合工艺进行研究和优化，将这两个关键车削工艺因素以及三个额外的金刚石抛光工艺因素——金刚石刀具半径、抛光力和进给速度——纳入考量。所选的目标函数包括平均粗糙度、偏度、峰度、表面显微硬度、残余表面轴向应力以及疲劳极限。疲劳极限是通过加速Locati方法确定的。通过实验和回归分析得到目标函数的数学模型。借助多目标优化技术，根据两个标准对混合工艺进行优化：(1)在边界润滑条件下的最大耐磨性；(2)最大疲劳极限。优化任务通过QStatLab和NSGA II算法的帕累托最优解方法来解决。为使疲劳极限达到690 MPa，各关键因素的折中最优值分别为：车削和金刚石抛光的进给速度为0.05毫米/转，刀具半径为0.8毫米，金刚石刀具半径为2毫米，抛光力为50牛顿。实验验证表明，优化后的方案在表面完整性及疲劳极限方面与理论结果高度一致。
