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随着高速铁路运营速度以及运营密度的增大,钢轨打磨作业应用越来越频繁,在有限的维修天窗时间内,提高钢轨打磨列车的打磨效率势在必行。钢轨打磨模式是钢轨打磨列车对钢轨进行打磨时包括磨石角度、电机功率、列车车速在内的一系列打磨参数的组合。目前现场钢轨打磨实践中,钢轨打磨模式的设置主要依赖于人工经验,研究采用科学的方法优化设计钢轨打磨模式,对提高现场钢轨打磨的质量与效率具有重要的理论和技术指导意义。考虑钢轨打磨列车打磨磨石对60kg/m钢轨轨头不同区域打磨能力的差异,建立了轨头不同弧段打磨量与打磨功率的线性关系；采用三次样条曲线对钢轨轨头型面进行精确拟合；针对GMC96型钢轨打磨列车,考虑轨头不同弧段对打磨精度的影响及轨头各个区域打磨面积的不同,采用MATLAB编程优化得到了打磨磨石的最终排布角度；考虑各个打磨磨石打磨深度的不同,采用编程方法得到了打磨磨石的打磨功率；对每遍打磨量进行优化,最终获得钢轨打磨模式；采用编程的方法获得打磨后的钢轨廓形；基于打磨前廓形与打磨后目标廓形的对比,提出钢轨打磨质量的评价方法；运用MATLAB图形用户界面(GUI)技术设计了钢轨打磨模式软件。论文研究得出的主要结论如下：(1)基于打磨磨石对60kg/m钢轨不同弧段区域打磨能力的差异,参照现场钢轨打磨的试验数据,得出不同弧段单个磨石打磨能力与打磨功率的线性关系。应用三次样条插值函数得到了打磨前钢轨型面以及钢轨打磨目标型面的参数化方程。(2)采用编程优化的方法得到了钢轨预打磨磨石的最终排布角度；基于打磨深度一致性提出了磨石打磨功率的制定方法,设计得到了60kg/m钢轨预打磨模式。在钢轨多遍打磨过程中,随着多遍打磨前几遍中每遍打磨量增大以及最后一遍打磨量的减小,最终打磨误差值随之减小。多遍打磨时总打磨量减小,最终打磨误差值也会减小。采用每遍最优打磨量,设计了钢轨修复性打磨模式。(3)运用MATLAB图形用户界面(GUI)技术,将钢轨打磨模式设计子程序集成为一体,设计了钢轨打磨模式软件。