我国的机械制造水平起点低,相对于发达国家的制造业有较大差距,生产的零件质量无法达到国际先进水平。为了提升中国制造的实力,有学者提出了“三步走”战略,第一步逐渐摆脱成形制造的困境,减少粗制滥造现象,第二步逐步实现表面完整性制造,既要保证零件的基本尺寸,又要满足表面完整性的相关检测要求,第三步做到抗疲劳制造,向零件的长寿命或极限寿命进军。18Cr Ni Mo7-6齿轮钢具有强度高、韧性大等特点,拥有优良的机械力学性能,是制造齿轮、轴等关键零部件的重要材料。齿轮加工的最后一道工序通常是磨削,传统磨削易出现烧伤、微裂纹等问题,而高速磨削可以加工出高精度、高表面质量的零件。表面粗糙度通常作为评价零件表面质量好坏的标准。目前,二维表面粗糙度参数已经渐渐不能满足加工制造的需要,而三维表面粗糙度参数能更多地反映零件表面的真实信息,也更能综合衡量一个零件的表面质量。本文针对18Cr Ni Mo7-6渗碳淬火齿轮钢,通过高速外圆磨削试验,探究了磨削工艺参数对三维表面粗糙度参数的影响,得出了最佳的磨削工艺参数组合;另外,进行了外圆磨削力测量装置的设计,初步测得了磨削力。本文主要进行了以下几个方面的研究:(1)介绍了外圆磨削相关理论,介绍了表面形貌的内涵及其测量方法,分析了三维表面粗糙度的评价体系,选取了与零件使用性能息息相关的三维表面粗糙度参数进行研究。(2)设计并实施了高速外圆磨削单因素试验和正交试验,单因素试验和正交试验都以砂轮线速度、工件转速、砂轮径向进给速度、砂轮粒度为试验自变量,单因素试验以十三个三维表面粗糙度参数(表面的算术平均高度Sa、表面的均方根高度Sq、表面十点高度Sz、表面偏斜度Ssk、表面峭度Sku、最快衰减自相关长度Sal、表面纹理方向Std、表面纹理纵横比Str、表面峰密度Sds、表面支撑指标Sbi、核心区含油指标Sci、深谷区容积Sv、谷区含油指标Svi)为因变量,探究各个磨削工艺参数与每个三维表面粗糙度参数之间的关系;正交试验以表面算数平均高度Sa、表面偏斜度Ssk、表面峭度Sku为因变量,得出较优磨削工艺参数组合。(3)综合分析本文中所有试验数据,得出最佳磨削工艺参数组合为:砂轮线速度90 m/s,工件转速90 rpm,砂轮径向进给速度0.1 mm/min,砂轮粒度W20,试样的表面粗糙度达到0.037μm。(4)基于KISTLER测力仪设计了外圆磨削力测量装置,借助于数控端面外圆磨床(MKE1620A)进行了外圆磨削力的测量,通过改变磨削工艺参数中的砂轮径向进给速度,探究磨削力随该工艺参数的变化规律。