磨削淬硬加工是集表面淬火及磨削加工于一体的集成制造新技术,它将磨削热变“废”为“宝”,进而实现绿色加工,具有广阔的工程应用前景,其研究与技术应用备受国内外制造工程专家学者们的高度重视。本文以磨削淬硬加工42Cr Mo钢为基础,研究了磨削用量对磨削力的影响以及磨削淬硬加工区域温度场的分布,系统探讨了磨削条件对磨削淬硬加工表面完整性的影响,深入揭示了残余应力和毛刺形成及变化规律。本文主要研究工作如下:(1)以磨削淬硬加工42CrMo钢为基础,构建了磨削淬硬加工试验系统,对磨削过程中的磨削力和磨削温度进行了在线测量,系统研究了磨削用量对磨削力的影响以及磨削淬硬加工区域温度场的分布及变化。(2)研究了42CrMo钢磨削淬硬加工硬化层与残余应力的形成及变化规律。运用Box-Behnken响应曲面法和单因素法系统分析了磨削用量、磨削方式和工件原始组织对磨削淬硬层显微硬度及淬硬深度的影响,建立了磨削淬硬层深度预测回归方程,找出了影响磨削淬硬层深度的主要因素及次要因素,进一步揭示了磨削淬硬层与磨削用量之间的关系。最后对淬硬层表面及其沿深度方向残余应力性质及分布状态等进行了系统的研究,阐明了磨削淬硬层残余应力与淬硬层深度和淬硬层组织之间的关系。(3)研究了磨削淬硬加工毛刺(棱边)的形成及变化。采用Box-Behnken响应曲面法,分析了磨削方向上毛刺高度尺寸和根部厚度尺寸的变化规律,优化了42Cr Mo钢磨削淬硬加工参数;基于磨削淬硬加工实验,建立了磨削淬硬两侧方向毛刺的预测模型;研究了磨削参数对两侧方向毛刺的影响,进而提出了控制磨削淬硬加工两侧方向毛刺的主要技术和方法。本研究是国家自然科学基金(No.51075192)的重要组成部分。本文将进一步丰富磨削淬硬加工学理论,为提高磨削淬硬加工技术的实用性和可靠性奠定了理论和试验基础。