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磨削淬硬加工是利用磨削过程中产生的热-机械复合作用直接对工件表面进行表面淬火的新加工技术。近年来，它以效率高、污染小等优势备受国内外学者关注并开展了一系列关于磨削淬硬加工理论和试验研究，取得了若干研究成果。 本研究以42CrMo钢磨削淬硬加工试验为基础，结合磨削淬硬温度场数值模拟，研究了磨削温度场的分布以及磨削条件对42CrMo钢磨削力、磨削淬硬层的组织、性能的影响及其变化规律，同时对磨削淬硬层厚度进行了预测。本文主要研究工作如下: (1)对42CrMo钢进行平面磨削淬硬正交试验，采用三向压电式测力仪和红外热像仪在线测量了磨削淬硬过程中的磨削力和磨削温度，深入分析了温度场的分布以及磨削用量对磨削力、磨削力比的影响及其变化规律。 (2)采用光学显微镜、扫描电镜和数字显微硬度计等测试仪器，对不同试验条件下的42CrMo钢的组织和性能进行了深入的研究。同时对42CrMo钢与65Mn钢、45＃钢、40Cr钢淬硬层的组织和硬度进行对比研究，总结了四种材料磨削淬硬层组织和硬度分布规律的异同点，并结合磨削加工与表面淬火的理论，揭示出磨削淬硬层的组织和性能与磨削淬硬加工条件的关系，提出了提高磨削淬硬质量的基本途径。 (3)基于磨削淬硬温度场的热流分配模型和有限元模型，通过ANSYS软件对42CrMo钢单程磨削淬硬温度场进行了数值模拟。分析和研究了磨削温度场的空间分布、不同时间步磨削淬硬区域温度分布、磨削淬硬区域温度沿深度方向的变化以及磨削温度场对时间的响应。研究发现，磨削淬硬区域的温度分布云图与红外热像仪测得的温度场分布是一致的，并通过对比磨削淬硬层厚度的模拟结果和试验结果，验证了温度场数值模拟的可行性和有效性。 本研究是国家自然科学基金(No.51075192)的重要组成部分。本文进一步丰富和发展了磨削淬硬加工理论，对促进磨削淬硬技术的实际应用具有重要的理论意义和使用价值。