高速磨削加工不仅可以提高加工效率,还可以降低生产成本,是目前国内外磨削发展的趋势。然而有两个关键部分对工件表面质量和加工精度有着极大的影响,分别为：其一,高速磨削用电主轴系统定子的热传散问题。对于“零传动”同步电主轴系统而言,电主轴系统的定子会产生大量的热,这些热会使主轴发生径向以及轴向的热膨胀,从而影响到加工精度,尤其是精密加工；其二,高速磨削过程中的热机理问题。在高速磨削过程中会产生大量的热,其中大部分热量传入工件,导致磨削弧区工件表面温度升高。当温度超过某一临界值时,会导致工件表面金相组织发生变化,从而影响工件的使用性能,甚至出现磨削烧伤等一系列磨削缺陷。无论是电主轴系统定子产生的热,还是磨削过程中产生的热,最终影响到的是工件的表面完整性及使用性能。因此,寻求电主轴系统定子表面的有效散热方式以及探索解决磨削缺陷机理将具有重要的现实意义。本文首先在查阅大量文献的基础上,介绍了高速磨削电主轴系统定子表面散热研究及高速磨削热机理研究的历史和现状,并完成了以下具体的创造性工作。高速磨削电主轴系统定子表面散热方面：1)、以薄壁圆筒理论为基础构建了电主轴系统定子表面冷却管道的计算模型,并运用MATLAB软件优化计算得出了定子表面冷却管道的最优截面形状尺寸以及槽壁实体的许用厚度。2)、基于NASTRAN热分析软件,分析了冷却管道截面形状尺寸以及槽壁厚度对定子表面散热的影响。3)、得出了在冷却液流量相同时,可通过组合截面形状尺寸和槽壁实体厚度来达到良好的冷却效果及其组合,为工程实际中电主轴系统定子表面冷却管道的设计提供了理论基础。4)、经过仿真分析发现,优化设计后的定子表面温度比传统设计大约低5～10℃,进一步验证了优化计算模型的合理性。高速磨削过程热机理方面：1)、以当量磨削厚度理论和能量守恒定律为基础,得出了外圆磨削、内圆磨削和平面磨削的磨屑热流计算模型。此模型中涉及较多的主要参数(如砂轮速度、工件速度及磨削深度等)。因此能较为全面地反映不同工艺条件下进入磨屑的热流密度。2)、根据“锥型磨粒”模型的假设,得出了与工程实际较符合的磨粒接触有效半径计算模型。根据此计算模型,可以对不同工艺条件下的磨粒接触有效半径进行估算,避免了在任何工艺条件下都假设为同一固定值的弊端。3)、基于“锥型磨粒”概念,结合传热学理论。提出了全新的计算磨削弧区对流换热系数的“磨粒交叉阵列”模型,此模型不仅考虑了常规磨削参数(如工件速度)对对流换热系数的影响,还引入了磨粒粒度号以及磨粒锥角等参数。4)、对比磨削案例发现,经完善后增强型Rowe磨削工件温度计算模型与Rowe型磨削工件温度计算模型具有相同温度变化趋势,进一步说明了所构建的关键参数计算模型的合理性。