连接挖掘机动臂与斗杆连接销轴在使用过程中有较高的冲击韧性、疲劳强度和耐磨性等要求。通过表面感应淬火改变销轴材料表面组织结构,并引入残余压应力可以改善和提高销轴的力学性能、产品质量和使用寿命,充分发挥材料潜力。本文以连接挖掘机动臂与斗杆连接销轴为研究对象,以获得合适的淬硬层厚度及残余压应力为目标,对比研究了 SNCM447钢和国产材料45CrNiMoVA钢成分和组织,模拟分析了销轴在温度-组织-应力-电磁场四场耦合下的感应淬火过程,研究了工艺参数对组织转变、温度变化、淬硬层深度和残余应力的影响规律,揭示了残余应力的形成机理,优化工艺参数,达到进一步提高轴承残余压应力,替代进口材料。同时,通过磨削模拟解释了磨削降低残余压应力的原因。本文获得主要研究结果如下:①通过端淬试验并结合材料表征,发现45CrNiMoVA国产材料的淬透性(>100mm)远好于SNCM447材料(～33mm),有利于提高45CrNiMoVA销轴表面残余压应力。通过对端淬试验的有限元模拟,分别创建并修正了 45CrNiMoVA和SNCM447材料模型。②研究了两种材料淬火过程中工艺参数对淬硬层厚度和残余压应力的影响规律,揭示了应力形成机理。研究发现,残余应力与淬硬层厚度之间呈负相关关系。同时,功率为100KW,频率为1250Hz,淬火速度为1.8mm/s,且在较大的淬火水流量和160℃回火的工艺条件下可以得到较大的残余压应力值以及较为理想的淬硬层厚度。③针对45CrNiMoVA销轴淬火感应并低温回火后残余压应力合格(>800Mpa)而磨削后残余压应力大幅降低的问题,进行了单磨粒磨削模拟。结果表明,在磨削过程中磨削表面形成的高强度热源,导致大量的磨削热传入工件最终导致表面形成残余拉应力,从而大幅降低销轴表面残余压应力。