低碳合金钢20CrMnTi为齿轮常用材料,它是性能良好的渗碳钢,主要用于齿轮、轴类、活塞类零配件以及汽车、飞机各种特殊零件部位。然而该材料在加工和使用的过程中经常会产生裂纹和过早失效。研究表明,其产生裂纹和过早失效的内在原因是材料表面的残余拉应力过大。为了探究20CrMnTi材料残余应力与磨削加工参数之间的联系,降低该材料的残余应力,本文通过磨削实验、脉冲电处理实验以及热电复合实验,对20CrMnTi材料进行了一系列的研究,主要内容如下:(1)介绍了磨削实验参数的选择依据,分析了不同磨削深度与工作台速度对磨削力与磨削温度的影响,结合金相、硬度及残余应力检测分析,对磨削工件出现烧伤甚至产生裂纹的情况进行了探究。(2)研究了不同脉冲电参数对工件残余应力的影响规律,并通过正交实验和极差分析法,对影响残余应力的脉冲电流参数进行了权重分析。(3)提出了一种降低残余应力的方法-热电复合法,进行理论上的可行性分析,制定热电复合实验的方案,并通过热电复合实验验证该方法的正确性。研究结果表明:(1)随着砂轮工作台速度与磨削深度的增加,磨削力与磨削温度都呈现出上升的趋势;磨削烧伤工件的表面硬度值比正常磨削工件的硬度值高,且表层金相组织发生变化,出现了二次淬火马氏体;随着磨削深度的增加,工件表层残余应力呈现出由压应力逐渐转变为拉应力的规律。(2)随着脉冲频率的增加,残余应力先降低后增加;随着脉冲处理间隔次数的增加,残余应力先降低,然后逐渐趋于稳定;随着脉冲占空比的增加,残余应力的降低程度越大;随着脉冲处理时间的增加,残余应力的降低程度越大,到达一定时间限度时,残余应力趋于稳定;随着脉冲电流密度的增加,残余应力的降低程度越大。(3)权重分析结果表明:除了电流密度之外,影响残余应力的最重要因素是脉冲频率,占空比和脉冲处理时间的影响次之,而处理间隔次数对残余应力的影响最小。(4)热电复合法降低残余应力的探究结果显示,单一短时间的热处理基本不改变表面残余应力的分布情况,单一电处理对表面的残余应力有一定的降低作用,热电复合处理可以在单一电处理效果的基础上,进一步降低工件表面的残余应力。