磨削淬硬技术是将磨削与淬火技术集成在一起的新工艺，它通过磨削热和磨削力使工件表面产生强化层。预应力加工，能改善工件表面强化层残余应力的状况。而预应力淬硬磨削则集成了磨削淬硬与预应力加工技术的特点，是一种新型的磨削与表面技术。　　本文通过对普通磨削机理研究，分析计算了磨削力、磨削热、热量分配比等磨削参数。对磨削淬硬层的形成机理中，热和力的作用分别进行了分析。提出了预应力淬硬磨削过程中的磨削力模型、热源模型等，为后续的试验条件及仿真参数选择提供了依据。　　本文通过预应力淬硬磨削试验研究了磨削淬硬层的形成机理。以40Cr为试验材料，以不同的磨削深度、预应力对试件进行了预应力磨削淬硬试验。用金相显微镜观测了经磨削后试件断面的金相组织。观测预应力淬硬磨削得到的理想的磨削淬硬层，分析影响磨削淬硬层质量的因素。利用钻孔法测量表面残余应力的大小，分析预应力对残余应力大小的影响作用。　　在试验和理论分析的基础上，利用ANSYS软件对预应力磨削淬硬试验进行了磨削温度场仿真，得出了工件磨削温度场的分布情况。选择磨削过程中的一个稳定载荷步作为研究对象，根据其磨削温度的情况及不同深度的冷却曲线，从而研究其表面磨削淬硬转化的情况。　　用扫描电子显微镜观察磨削淬硬表面的微观形貌，结合SEM图像和EDS谱图分析的实验结果以及温度场仿真的结果，从磨削热作用、预应力作用的角度对工件表面烧伤和表面磨削裂纹的损伤情况进行了分析。分析不同类型的工件表面烧伤的形成机理，提出了磨削温度对于工件表面烧伤的主导作用;研究表面磨削裂纹的不同因素及其对零件使用的危害，讨论了预应力对于减少表面磨削裂纹的积极影响。