当今中国,人口老龄化现象日渐凸显,骨病患者逐年增多,骨科手术水平亟待提高。本文以此为背景,采用理论分析、有限元仿真和实验相结合的方法对骨磨削相关问题进行研究,通过分析骨骼磨削生热机理,探究磨削参数对骨骼表面最大温度的影响情况,对降低骨骼磨削表面温度,提高磨削质量有重大意义。本文的主要研究内容及获得的结果如下:以传统磨削理论为基础分析磨削加工过程,并深入研究磨削生热机理,阐述了磨削区温度的产生机理与分布情况。从单颗磨粒角度出发,对磨粒进行合理简化,分析了单颗磨粒切削机理,建立单颗磨粒切削力模型,基于切削力表达式得到单颗磨粒切削力与切削参数之间的关系;再以球形磨具为研究对象,分析球形磨具磨削时的移动热源类型,建立球形磨具磨削区热流密度及磨削温度模型,并利用MATLAB仿真得出磨削表面温度与磨削参数之间的的关系曲线。基于单颗磨粒切削理论,建立简化的单颗磨粒切削模型,利用ABAQUS软件模拟骨正交切削模式下力和温度的变化情况,通过控制单一变量,对不同参数下的切削过程进行仿真,得到单颗磨粒切削力和温度与切削参数及骨单位方向的关系,并与单颗磨粒切削力理论分析结果进行对比,验证理论模型的正确性;再从宏观角度出发,基于所分析的骨骼磨削移动热源形式,利用Fortran语言编写移动热源加载程序,仿真得到不同磨削参数下的温度分布情况。在对骨骼磨削温度进行有限元分析的基础上,基于响应面法建立磨削温度预测模型,分析其方差以验证预测模型的正确性,并分析模型及各因子的显著性,以判断磨削参数对温度的影响程度,得到磨削参数与温度的三维响应面图和二维等高线图,直观地表达出因子与响应的关系。设计并搭建骨骼磨削实验台,以与人骨性质最接近的新鲜牛腿骨作为实验对象,用人工热电偶测量磨削过程中骨表面的温度,得到不同磨削参数下的最高温度值,并与理论计算值、仿真值、预测值进行比较,验证理论研究方法的合理性及仿真数据的有效性。并分析理论、仿真结果与实验结果存在差异的原因。