1.一种降低大缸径柴油机气缸盖残余应力的工艺参数优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)建立气缸盖材料的Johnson‑Cook本构模型；

(2)使用Solidworks软件对气缸盖仿真模型进行构建，在气缸盖表面预设“生死单元”层；利用“生死单元”技术与气缸盖材料的Johnson‑Cook本构模型对气缸盖进行多工序加工流程的加工工艺仿真分析，得到气缸盖切削残余应力中最大主应力和最小主应力的大小与分布，提取气缸盖火力面上若干个测点的最大主应力和最小主应力的仿真值；

(3)采用盲孔法对实际加工后的气缸盖火力面进行残余应力的测量，并计算出气缸盖火力面上若干个测点的最大主应力和最小主应力的试验值，将每一测点的最大主应力的试验值与仿真值进行比较，每一测点的最小主应力的试验值与仿真值进行比较，将误差值均控制在允许误差范围内，当试验值与仿真值的误差值超过允许误差时，则返回步骤(2)重新对气缸盖进行多工序加工流程的加工工艺仿真分析，直至误差值控制在允许误差范围内；

(4)根据铣、车、镗三种加工工艺的切削参数分别进行若干组仿真分析，基于BP神经网络的数据回归预测模型建立切削参数与响应目标之间的非线性映射关系，得到预测模型，其中切削参数包括切削速度、进给量和切削深度，响应目标包括切削力和残余应力；

(5)采用预测模型对气缸盖铣、车、镗三种加工工艺的切削参数进行优化，预测得到最优切削参数对应的最小残余应力值与最优切削力，并提取仿真加工中切削力均值；

(6)将预测出的最优切削力作为边界条件，再次对气缸盖进行多工序加工流程的加工工艺仿真分析，将若干个测点优化后的仿真结果与优化前的仿真结果进行对比，得到每个测点的残余应力值优化下降幅值。

2.根据权利要求1所述的一种降低大缸径柴油机气缸盖残余应力的工艺参数优化方法，其特征在于，所述步骤(1)中柴油机气缸盖在切削加工时材料会产生高温、高应变及复杂的流动应力，选用Johnson‑Cook本构模型描述材料从低应变率到高应变率下的动态行为，Johnson‑Cook本构模型的材料流动应力公式如下：*

T＝(T‑Tr)/(Tm‑Tr)

式中：σe为等效应力，εe为等效塑性应变，A为初始屈服应力，B为硬化常数，n为硬化指数，C为应变速率常数，m为热软化指数，ε为当前应变率，ε0为参考应变率，T为室温，Tr为参考温度，Tm为材料熔化温度，f为函数，In为对数符号。

3.根据权利要求1所述的一种降低大缸径柴油机气缸盖残余应力的工艺参数优化方法，其特征在于，所述步骤(2)中首先根据气缸盖的图纸，采用Solidworks软件对气缸盖仿真模型进行构建，构建完成后使用Solidworks软件在气缸盖表面预设“生死单元”层，使气缸盖处于毛坯状态时的外形结构；根据实际加工中三个方向的切削力Fx、Fy、Fz，取实际加工过程中切削力Fx、Fy、Fz的切削力均值 将切削力均值合成一个完整的切削力作为切削仿真加工过程中的边界条件；

其次将步骤(1)中得到的Johnson‑Cook本构模型作为材料属性导入到Ansys仿真软件中，然后将气缸盖仿真模型导入，对气缸盖仿真模型进行四面体网格的划分，设置网格大小和气缸盖仿真模型的约束，并将切削力作为边界条件设置在需要加工的表面上，然后利用“生死单元”技术对气缸盖进行多工序加工流程的加工工艺仿真分析，在加工工艺仿真分析中，在气缸盖各表面施加实际加工中不同工序所对应的切削力，整个气缸盖的切削过程完成后，在气缸盖火力面取若干个测点，测点的数量>10，测点的位置范围选择在气缸盖火力面鼻梁区与进排气口15mm范围内的区域，提取出各测点的最大主应力和最小主应力的仿真值。

4.根据权利要求3所述的一种降低大缸径柴油机气缸盖残余应力的工艺参数优化方法，其特征在于，所述步骤(2)中在气缸盖表面预设“生死单元”层是指分别对气缸盖的顶面、四周面、外圆、火力面、阀门孔及喷油孔预设粗加工层与精加工层的“生死单元”层。

5.根据权利要求3所述的一种降低大缸径柴油机气缸盖残余应力的工艺参数优化方法，其特征在于，所述步骤(2)中柴油机气缸盖切削加工仿真模拟的多工序加工流程依次规划为粗车顶面、粗铣四周面、精铣四周面、粗车火力面、精铣顶面、粗车外圆、精车外圆、精车火力面、精车喷油孔、粗镗阀门孔和精镗阀门孔。

6.根据权利要求3所述的一种降低大缸径柴油机气缸盖残余应力的工艺参数优化方法，其特征在于，所述步骤(3)中盲孔法测量时，首先在一个有残余应力的气缸盖上钻一个盲孔，盲孔周围的应力在释放后并产生应变的释放，使用应变花测量释放应变，代入到公式(1)计算出测点的残余应力大小：式中：σ1、σ2分别为最小、最大

主应力，ε1、ε2、ε3分别为1号、2号、3号应变片测得的释放应变，k1、k2为应变释放系数，θ为σ2与1号应变片的夹角；

材料的应变释放系数k1、k2值与盲孔大小及材料力学性能相关，在打盲孔的情况下，应变释放系数k1、k2值通过Kirsch理论求得：式中：v为材料泊松比，E为材料弹性模量，R

为打孔半径，r1、r2为应变片的内半径与外半径；

采用盲孔法对气缸盖火力面上的若干个测点进行了数据采集，利用公式(1)计算测点的残余应力数值；将若干组残余应力数值按照大小排列，取其中数值较大的至少3组数值的最大主应力与最小主应力进行对比，将气缸盖火力面测点的残余应力的试验值与仿真值进行比较，将误差值控制在允许误差范围内；当试验值与仿真值的误差值超过允许误差时，则返回步骤(2)调整气缸盖仿真模型网格划分中网格的大小、气缸盖仿真模型的约束条件和/或增加测点的数量，重新对气缸盖进行多工序加工流程的加工工艺仿真分析，直至误差值控制在允许误差范围内。

7.根据权利要求6所述的一种降低大缸径柴油机气缸盖残余应力的工艺参数优化方法，其特征在于，所述步骤(4)中首先利用仿真计算气缸盖在铣、车、镗三种加工工艺中不同切削速度、进给量及切削深度的切削力与残余应力值，根据切削参数的取值范围进行仿真计算的点值设置，根据三种工艺的切削参数分别进行若干组仿真分析，得到对应的仿真数据；然后将仿真数据输入基于BP神经网络的数据回归预测模型，建立切削参数与切削力和残余应力之间的非线性映射关系，得到预测模型。

8.根据权利要求7所述的一种降低大缸径柴油机气缸盖残余应力的工艺参数优化方法，其特征在于，所述步骤(4)中根据切削参数的取值范围进行仿真计算的点值设置是指：在铣刀加工中：切削速度v＝120/180/240/300m/min，进给量a＝0.05/0.1/0.15/

0.2mm/r，切削深度d＝1/3mm；在车刀加工中：v＝100/200/300/400m/min，a＝0.05/0.1/

0.15/0.2mm/r，d＝1/3mm；在镗刀加工中：v＝30/50/70/90m/min，a＝0.05/0.1/0.15/

0.2mm/r，d＝1/3mm。

9.根据权利要求8所述的一种降低大缸径柴油机气缸盖残余应力的工艺参数优化方法，其特征在于，所述步骤(5)中切削参数进行优化时，优化变量包含切削速度v、进给量a和切削深度d，铣、车、镗三种加工工艺对应着不同的切削参数取值范围，优化目标为切削力和残余应力，根据MATLAB软件构建的预测模型预测出最小残余应力与最优切削力。

10.根据权利要求9所述的一种降低大缸径柴油机气缸盖残余应力的工艺参数优化方法，其特征在于，所述步骤(5)中不同的切削参数取值范围是指：在铣刀加工中：切削速度v＝120‑300m/min，进给量a＝0.05‑0.2mm/r，切削深度d＝1‑

3mm；在车刀加工中：约束条件切削速度v＝100‑400m/min，进给量a＝0.05‑0.2mm/r，切削深度d＝1‑3mm；在镗刀加工中：约束条件切削速度v＝30‑90m/min，进给量a＝0.05‑0.2mm/r，切削深度d＝1‑3mm。