超高速磨削是一种可以极大地提高生产效率、提高零件表面加工质量、实现难加工材料的精密加工的一种新技术,是目前国内外磨削技术的发展趋势。磨削加工切除单位体积材料时需要非常高的能量输入,并且大部分会以热能的形式进入工件,导致磨削区温度升高。而磨削区温度升高会引起工件的热损伤,降低砂轮寿命。因此,研究金属材料超高速磨削温度来探索解决磨削缺陷的热机理以及寻求控制磨削工件质量具有重要的现实意义。本文首先利用解析法对超高速磨削的温度场进行了分析。表达了二种超高速磨削的磨削热模型,分别是均匀热源模型和三角形热源模型。计算了在超高速磨削条件下磨削区的最高磨削温度。其次,运用有限元方法推导出稳态和瞬态温度场有限元方程,并由此得出磨削温度场的有限元模型,为以后研究磨削温度场尤其是湿式磨削温度场提供了理论基础。再次,推导了超高速磨削温度场的有限元计算模型。将砂轮与工件的接触区热源简化为均布热源,利用有限元分析软件ANSYS10.0,将工件划分为六面体实体单元,推导了不同工艺条件下超高速磨削温度场的三维有限元计算模型,并进行了动态仿真分析。利用有限元法详细地分析了磨削参数如砂轮线速度、工件磨削深度、工作台速度等对45结构钢和40Cr合金钢两种金属材料超高速磨削温度场的影响规律。最后,用实验方法研究了磨削区的最高磨削温度。详细探讨了热电偶测温技术。通过研究发现,利用有限元分析软件可以对超高速磨削温度场进行有效的仿真分析,其结果与实验测量值误差很小;且比解析解更全面精确地反映了磨削过程中温度场的变化规律。本文的研究成果揭示了金属材料超高速磨削温度场的内在规律,有助于建立完善的超高速磨削基础理论体系,对生产实践有一定的指导意义。