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根据砂轮表面磨粒磨削加工特性，提出时变分析方法。对单颗磨粒进行受力分析，采用概率统计方法控制磨粒尖端顶锥角度、磨粒平均直径进行时变，使磨削区域内参与切削、滑擦磨粒的数量等参数变化，实现磨粒时变，建立了切向超声振动辅助磨削力数学模型。试验研究表明：磨削力法向预测值与试验值误差在10％左右；磨削力切向预测值与试验值误差在15％左右；磨粒时变分析方法在切向超声振动辅助磨削中具有一定适用性，此模型能够精确预测磨削力。