钛合金因为比强度高、高低温性能好、疲劳强度高、抗腐蚀性能优良等优异特性,其应用范围越来越广阔,以钛合金为原材料的机械设备和零部件的种类也越来越多。但是钛合金材料属于典型的难加工材料,在普通磨削条件下,砂轮易粘附堵塞,磨削温度高,工件易烧伤。本文旨在通过TC4钛合金外圆磨削工艺实验,探寻磨削参数与磨削温度,磨削力以及加工后工件表面质量的影响规律,从而优化钛合金磨削工艺参数,为实际生产加工提供指导作用。本文选择三因素四水平正交实验在超高速凸轮轴复合磨床上进行了TC4钛合金高速外圆磨削工艺实验,选择了三因素四水平正交实验,使用外圆测力仪和红外热像仪对磨削力和磨削温度进行测量,使用表面粗糙度仪对工件表面粗糙度值进行测量,使用金相显微镜对亚表面金相组织结构进行观测,使用显微硬度仪对表面硬度进行测量。在干磨情况下进行了磨削温度、表面粗糙度、加工硬化的正交实验,在湿磨条件下进行了磨削力的正交实验,综合分析比对实验结果,发现外圆磨削过程中的磨削温度与工件转速成负相关,而与砂轮线速度、磨削深度成正相关,并且磨削深度对磨削温度的影响最为显著,而磨削力则与砂轮线速度成负相关,与工件转速和磨削深度成正相关,表面粗糙度及加工硬化也呈现出与磨削力类似的规律,并且磨削深度对表面粗糙度和加工硬化的影响最为明显。通过超景深显微镜观测后发现,高速磨削条件下工件表面质量更好,并且本组实验中所有工件均未出现烧伤。根据实验结果对工艺参数进行优化,实际生产加工中,可以选用如下磨削参数:砂轮线速度90m/s,工件转速90r/min,磨削深度0.002mm。在此磨削参数条件下,材料去除率较大,加工效率高,同时可有效降低磨削力和磨削温度,并能得到较好的表面质量。