作为柴油机核心部件之一的凸轮因加工工艺复杂、工序长、技术质量标准要求高等特点，使其产品的合格率直接影响整机的生产成本和使用寿命。实际工作中，凸轮表面易出现点蚀、开裂、快速磨损等失效形式，严重时几十小时就损坏报废，要求工作表面具有足够的硬度和耐磨性，保证其寿命，同时还要具备很好的韧性。目前国内大功率低速船用柴油机凸轮厂家所生产的凸轮普遍存在着心部性能不够稳定、金相组织较为粗大、性能指标难以达到设计要求等缺点，严重影响着凸轮的产品质量。而凸轮淬火工艺是影响凸轮机械性能与金相组织的主要因素，因此，针对凸轮淬火工艺问题展开研究，寻求一种合理的淬火工艺，具有重要意义。　　 本文针对凸轮淬火工艺问题，建立了淬火过程三维温度场、应力/应变场的耦合分析模型，提出了凸轮淬火工艺参数及工装优化方法，并对优化的淬火工艺进行了实验验证，具体研究内容如下：　　 (1)基于传热学和有限元理论，描述了大功率低速船用柴油机凸轮试件淬火过程的热弹塑性本构关系，并讨论了三维瞬态温度场和应力场的有限元方程的建立过程与求解方法。　　 (2)综合考虑了边界对流换热系数、相变潜热以及热物性参数等非线性因素的影响，对凸轮冷却过程进行了温度场模拟，得出任意节点温度随时间变化情况以及任意时刻试件内部温度场分布。　　 (3)对不同种淬火介质与淬火温度条件下的凸轮淬火过程进行了应力场数值模拟，研究不同工艺参数对应力/残余应力/变形的影响规律，从而得到一种凸轮淬火工艺的优化方法。　　 (4)对优化后的淬火新工艺进行了相关机械性能测试与金相组织测试，并与原工艺进行对比，考察新工艺状态下的拉伸强度、硬度、冲击韧性等性能及金相组织的变化，验证新工艺的可行性。