工业4.0概念的提出,正在全球范围内引发新一轮的制造业革新,而制造业的发展水平反映了一个国家的经济实力和科技水平。磨削加工是实现精密、超精密加工的一种重要工艺,而双端面磨削相比传统磨削因其精度高、效率高、自动化程度高和加工范围广等优势近年来得到了迅速发展。但双端面磨削在加工过程中仍存在不少问题,诸如砂轮易钝化、磨削烧伤等,制约了其进一步的发展。本课题即涉及双端面磨削加工中,工件表面出现材料去除不均匀,平面度不达标的问题。针对这一问题,本文基于双端面磨削运动学分析,建立了三个数学模型,分析了双端面磨削加工参数对工件表面材料去除率的影响,通过理论分析与实验研究,最终提出了相应的解决方案。本论文的具体的研究内容如下:（1）建立了端面砂轮表面磨粒的分布模型。该模型为本论文的基础模型,涉及了磨粒的三大要素:形状、尺寸和位置。为了保证该模型能最大程度地符合实际情况,基于实际的工况设定模型中磨粒形状为球体,并为磨粒尺寸赋予非高斯随机分布,为磨粒位置赋予在x、y、z方向合理次数的随机振动。该数学模型的建立为后续进一步的分析奠定了基础。（2）在端面砂轮表面磨粒分布模型建立的基础上,构建了磨粒在工件表面的运动学轨迹模型。通过坐标变换法,得到了砂轮上任意一颗磨粒在工件坐标系下的运动轨迹,分析总结了砂轮和工件在同向和异向旋转时,单颗磨粒轨迹随转速比的变化规律;随后研究了磨粒轨迹周期性分布的规律、不利影响和解决办法;最后通过轨迹密度法,分析了不同转向和转速比下多颗磨粒轨迹的分布情况。（3）在耦合了端面砂轮表面磨粒分布模型和磨粒在工件表面的运动学轨迹模型的基础上,建立了工件表面材料去除率整体分布模型。该模型基于运动学分析建立,得到了单颗磨粒、多颗磨粒在工件表面材料去除率随转速比的变化规律。模型可直观反映出双端面磨削加工后工件表面的材料去除情况,加工参数对结果的影响,最后总结了相应的规律并提出了解决方案。（4）在理论分析完备的情况下,进行了本课题的实验研究,测量双端面磨削不同转速比下工件表面高度分布情况。实验根据不同的转速比分为多组,测量了工件表面多个点位的高度差异,分析最终的实验数据,得到了工件表面材料去除率分布的规律。本论文最终得到的结论是:经量化了的单颗磨粒轨迹长度随转速比的变化规律,以及临界转速比和极限轨迹长度;磨粒轨迹周期性分布的规律、不利影响和解决办法;不同转速比下多颗磨粒轨迹的分布规律,以及实现轨迹均匀分布的条件;单颗磨粒在工件表面材料去除率的相关规律;多颗磨粒共同作用下的在工件表面材料去除率的整体分布规律,最终提出了改善工件中凸现象,优化材料去除的均匀性和平面度的措施。本课题的研究不仅有助于双端面磨削加工精度的提高,加工参数的优化,并且对于双端面磨削理论的完善、技术的发展以及该领域更深入的研究都有很大裨益。