磨削加工是机械制造中重要的加工工艺,随着机械产品精度、可靠性和寿命的要求不断提高,高硬度、高强度、高耐磨性、高性能新型材料的应用,给磨削加工提出了许多新问题。磨削加工切除工件材料时需要非常大的能量输入,并且大部分会以热能的形式进入工件,导致磨削区出现局部高温,甚至出现磨削烧伤,高温作用又影响被磨工件表面残余应力的大小和分布,而残余应力正是产生裂纹的主要原因,因此,本文对45钢平面磨削温度和表面残余应力进行仿真和试验研究,以寻求控制磨削工件质量具有重要的意义。(1)本文首先利用有限元法详细地分析了磨削参数如磨削深度、砂轮线速度、工件进给速度等对45钢磨削温度场的影响,得出了工件磨削区温度场,预测了其温度场沿工件表面及深度方向的变化趋势。(2)编制APDL程序,对45钢平面磨削热力耦合场进行了仿真分析,得到了工件磨削后在恢复室温时的残余应力大小及分布状态,绘制了沿工件深度方向变化的平行于磨削方向和垂直于磨削方向的应力曲线图,探讨了温度对残余应力形成的影响,以及改善磨削后工件表面残余应力的措施。(3)基于不同磨削条件,对未淬火45钢进行了平面磨削试验,分别测试了干磨、湿磨以及不同磨削用量参数下被磨工件的表面残余应力以及硬度等表面完整性参数。结合试验和仿真结果,得出磨削后在工件表面层形成极大的温度梯度,磨削深度比砂轮线速度和工件进给速度对磨削温度变化的影响效应大,磨削深度和砂轮线速度越大,磨削温度越高,工件进给速度越大,磨削温度略降低；残余应力在工件表层表现为拉应力状态,随着深度增加,拉应力变小,达到一定深度,拉应力转变为压应力,压应力逐渐变小并趋于一稳定值；湿磨比干磨,磨削温度和表面残余应力明显减小。试验验证结果和仿真结果吻合较好,研究结果为预测45钢平面磨削的磨削温度和残余应力分布状态提供了研究基础。