磨削通常作为最终的加工手段以获得良好的表面粗糙度以及表面精度,调查数据表明磨削在现代加工中所占比例已经超过25%。磨削硬化加工作为一种新型的加工工艺,利用磨削过程中产生的磨削热对工件表面进行热处理,以获得良好的表面质量。磨削硬化加工不仅可以使表面热处理工艺集成到生产线上,而且和零件加工过程一体化,减少生产工序,缩短加工周期,降低产品成本。同时磨削硬化加工避免使用对环境造成污染的切削液,是一种具有巨大发展前景的绿色制造工艺。本文通过马氏体相变理论来揭示磨削硬化加工的本质,磨削硬化加工是一个温度场-应力场-相变场三者耦合的复杂过程,指出磨削硬化表面质量受磨削力和磨削温度的共同作用。本文从马氏体相变动力学以及马氏体相变热力学角度指出了磨削硬化加工过程中马氏体相变的特征,并对经典的Koistinen-Marburger方程进行了修正,提出了进行磨削硬化数值计算的方法。在后续的磨削硬化试验过程中,获得了满意的磨削表面硬化层。从试验上证明了磨削硬化加工受磨削力和磨削热的共同作用。本文针对磨削加工的特点,给出了磨削过程中磨削力和磨削温度的数值计算方法,为实现磨削硬化数值计算打下了坚实的基础。本文的结论对认识磨削硬化加工过程的温度-应力-相变耦合现象和进行磨削硬化数值计算具有重要的指导意义。