高速磨削技术具备集高加工精度、高加工效率、高加工质量于一体的特点,能为国防军工、铁路、航海、航空等行业领域提供复杂的高精度零部件。其所带来的高精度加工对提高机械产品精度、质量、可靠性以及寿命等方面有着重要的地位,因而受到各国学者的广泛重视,被列为先进制造学科的前沿技术。GCr15轴承钢具备优越的性能,在各种机械产品的生产中应用广泛。磨削作为机械零件的精加工手段,其加工效果直接影响到产品的性能以及可靠性。以往研究针对GCr15轴承钢的磨削加工研究都集中在低砂轮线速度的平面磨削方式上。而GCr15轴承钢在轴承、套圈、滚柱等机械产品的生产加工中应用广泛且大多都需要使用外圆磨削加工。因此针对GCr15轴承钢磨削加工的现有研究难以满足实际的加工需求,故本文通过正交实验结合单因素实验的方法在CNC8325数控凸轮轴高速复合磨床上,采用陶瓷结合剂CBN砂轮对GCr15轴承钢开展了高速外圆磨削实验研究。基于正交实验表设计GCr15轴承钢高速外圆磨削工艺实验方案,以砂轮线速度、工件转速、磨削深度为三因素研究了不同工艺因素对磨削力、磨削温度、已加工表面的粗糙度的影响规律以及影响程度。对已加工表面的微观形貌、加工中产生的变质层进行了观测,通过观测显示,工件表层组织由表至里分为白层、暗层、基体层,其中白层与暗层共同组成了加工表面变质层。并对表面变质层的厚度和硬度,磨削白层厚度和硬度进行了测量,通过正交分析了各因素与变质层厚度和硬度、磨削白层厚度和硬度之间的影响规律以及影响程度,给出了通过改善磨削工艺参数提升磨削加工表面质量的建议。