GT35钢结硬质合金广泛应用于刀具、模具和航天航空等领域。该材料是一种典型的硬脆难加工材料,在上述应用领域中对精度要求高的GT35零件需使用精密磨削实现其精密和超精密加工。精密磨削工艺的选择与优化以及金刚石砂轮的精密修整是影响GT35的精密磨削后零件精度的主要因素。本文根据GT35静压马达轴的精密加工要求,从GT35钢结硬质合金材料的微米／纳米力学性质入手,揭示了该材料的去除机理,以指导磨削工艺实验。设计了金刚石砂轮的精密在位修整系统,应用该系统完成了超薄金刚石砂轮的精密修整,并优化了修整工艺。开发了GT35钢结硬质合金的精密点磨削工艺,使用修整后高精度金刚石砂轮进行磨削正交实验,得到最佳磨削工艺参数,获得了高精度动压马达轴零件。本文通过纳米、微米压痕实验研究了GT35钢结硬质合金材料的力学性质,揭示了该材料塑性域去除机理。根据GT35的复合材料特性,分别对该材料的硬质相、粘结相进行了研究。通过纳米、微米压痕实验揭示了两相材料磨削时硬度互相影响的规律,即在微米和纳米尺度下复合材料每一相的硬度并非完全由本身决定,而是受其余相的影响,压痕尺寸越大,影响越强。通过观察压痕裂纹,分析其产生方式,提出GT35塑形域磨削临界磨削深度。本文基于杯形砂轮修整法,针对Studer S30外圆磨床设计了配套的超薄金刚石砂轮在位修整系统。该系统由PLC控制,杯形修整轮由直流电机带动旋转,并且可以沿金刚石砂轮切向匀速运动、径向高精度进给(进给精度小于1μm)。该套系统与外圆磨床配合良好,修整精度高。采用激光位移传感器在位测量法测量砂轮圆跳动和截面直线度,硅胶转印间接测量法获得砂轮表面微观形貌,且建立了针对于金刚石砂轮形状精度和表面地貌的评价体系,提出了杯形砂轮修整超薄金刚石砂轮的修整工艺。对120#和600#金刚石砂轮进行修整实验,得出最佳修整工艺参数,获得形状精度为圆跳动0.55μm,截面直线度4μm的高精度金刚石砂轮。实验还对比了杯形砂轮修整法、金刚石滚轮修整法的修整精度,说明了杯形修整法的优势。用精密修整后的600#超薄金刚石砂轮对GT35马达轴进行精密点磨削,得到了高精度的轴类零件。通过正交实验,得出工件转速、纵向进给速度和磨削深度对工件形状精度和表面粗糙度的影响规律,并获得最佳磨削工艺参数。最佳磨削参数对应的零件形状精度为圆柱度0.34μm、圆度0.11μm、表面粗糙度Ra0.040μm。同时,观察了磨削时GT35材料两种相的去除方式,粘结相为塑性去除,硬质相为塑性与脆性相结合的去除方式。根据GT35精密点磨削时的去除机理,提出复合材料表面粗糙度的预测公式,并对比实验结果进行验证和讨论。