近年来,高速磨削技术的发展和研究受到广泛学者的关注和青睐。高速磨削技术的高效高质量加工,不仅能为国防军工、电力、铁路等各行业提供难加工的工艺技术,也对提高机械产品的精度、可靠性和寿命等起着十分重要的作用。此外,根据saloman曲线可知,高速/超高速磨削能越过“热沟”,减少磨削区产生的磨削热传入工件,避免或减少其表面“烧伤”,使表面获得残余压应力,从而使工件的疲劳强度得到提高。18CrNiMo7-6是制造齿轮、轴等重要零件的原材料,因其良好的力学性能和机械性能,普遍应用于航天航空、电力、石油化学、机械等各个行业。研究不同的高速磨削参数对齿轮材料18CrNi Mo7-6的残余应力及金相组织的影响,对于提高工件表面完整性和使用寿命具有重要的意义。本文以高速平面磨削探讨了18CrNiMo7-6渗碳淬火齿轮钢的高速/超高速磨削工艺技术与表面完整性(重点关注残余应力)之间的关系。通过设计合理的高速磨削加工试验方案及表面完整性检测方案,获取最佳磨削参数组合,为齿轮材料的表面完整性及疲劳寿命的研究提供数据支持。本文的主要研究内容如下:(1)设计了18CrNiMo7-6高速磨削工艺单因素试验方案:磨削参数的设置中,砂轮线速度的变化范围为60~160m/s,工作台速度为2~6m/min,一次磨削深度为10~50μm。(2)研究了金属磨削机理,并以此建立了单颗粒磨削有限元模型,使用AdvantEdge切削有限元软件中的三维弹塑性有限元技术和Power Law标准模型进行模拟仿真,分析了不同的切削速度和切削深度对试件残余应力的影响。(3)研究分析了高速磨削后工件的金相组织成分、晶粒度的变化,磨削后试件的表层组织由回火马氏体、小颗粒状碳化物和少量残余奥氏体组成,心部由低碳马氏体和粒状贝氏体组成。通过金相组织研究分析了残余应力的变化原因,为高速磨削对残余应力的影响研究提供了间接分析的试验依据。(4)研究分析了不同磨削参数对齿轮材料18CrNiMo7-6残余应力场分布的影响。试验和仿真结果表明:砂轮线速度对残余应力的影响最大,磨削深度和工作台速度的影响较小,且在V_s=120m/s时试件表面和基体中获得最大残余压应力。得到了最优磨削参数组合为:V_s=120m/s、V_w=4m/min、a_p=0.02mm。