超高速磨削是磨削技术发展的趋势和方向。由于超高速磨削具有其它机械加工方式无法比拟的优越性——更好的加工表面质量和更高的生产效率,超高速磨削加工得到世界各国的重视。我国超高速磨削的起步较晚,为了能够赶上德国、日本、美国等国家的技术水平更好的促进国内生产制造业的发展,迫切的需要投入大量的人员和资金进行超高速磨削理论、工艺及相关设备的研究。材料去除是磨削加工的根本目的,因此,本文依托山西省自然科学基金资助项目(2013011024),选定超高速磨削材料去除机理作为研究方向,以期对我国超高速磨削加工事业的发展贡献微薄的力量。首先,本文通过分析磨削的特点,构建出整体为圆锥,锥顶为球形的磨粒模型,并基于此模型推导出单颗磨粒磨削时的切向磨削力和法向磨削力以及砂轮磨削时的切向磨削力和法向磨削力的理论公式；分析了磨削过程的三个阶段、法向磨削力和切向磨削力的作用状态和磨削力比；理论推导出砂轮上磨粒的磨削轨迹方程,利用MATLAB软件绘制磨削轨迹曲线,在分析轨迹曲线的基础上构建单颗磨粒磨削的几何模型。其次通过workbench软件模拟单颗磨粒材料去除过程,并得到以下的结论：首先,单颗磨粒的磨削过程分为三个阶段,滑擦阶段、耕犁阶段和材料去除阶段；在材料去除阶段,磨粒的冲击成为接触区的材料内部应力更重要的来源。在冲击与摩擦的双重作用下,接触区的材料在磨粒与后续进入接触区材料的挤压下形成切屑并溢出。其次,磨削层深度达到临界磨削深度时,切屑才会产生。其他条件相同时,磨削速度越高,临界磨削深度越小；其他条件相同时,磨粒磨削刃半径越大,临界磨削深度越小；其他条件相同时,工件材料不同,临界磨削深度不同。然后,在其它参数相同时,磨削刃半径越大,塑性变形区越大。最后,滑擦和耕犁阶段时,工件材料的最大等效应力随磨削深度的变大而变大；材料去除阶段时,工件材料的最大等效应力基本稳定。本文设计了超高速磨削单颗磨粒磨削的试验方法,并分析试验参数的选取及试验结果的处理方式。