随着社会的发展，现代制造业也向着节能、高效、集成等方向发展；人们在追求生产效率的同时，开始关注如何改善生产环境，降低劳动强度；为此，需要采用新的生产工艺，提高生产集成度，减少工作量。磨削淬硬加工技术是利用磨削加工过程中产生的磨削热直接对工件表面进行淬火的新工艺。它将零件制造与热处理过程集成于一体，缩短了工艺流程、提高了生产效率、实现了节能减排，符合现代制造技术的发展趋势。因此，推动该工艺的实用化具有广阔的工程应用前景。本文以磨削淬硬实验为基础，研究了磨削条件、工件高度尺寸对45钢磨削淬硬层的影响，并对其淬硬深度进行数值模拟，为磨削淬硬技术的实际应用提供参考依据。本文的主要工作及创新点如下：(1)通过单因素实验和正交实验，研究了磨削条件对淬硬深度的影响规律及其最佳磨削参数组合。研究结果表明：随着磨削深度、磨削行程的增加或者工件进给速度的减小，磨削淬硬深度随之增加；随着磨削行程的增加或者工件进给速度的减小，淬硬深度均匀性随之提高；顺磨时淬硬效果优于逆磨；在影响磨削淬硬效果的各因素中，磨削深度对淬硬深度有显著影响，其它因素对淬硬深度影响较弱；磨削条件对淬硬深度均匀性无显著影响。(2)通过正交实验，研究了工件高度尺寸对磨削淬硬层的影响。结果表明：在本实验条件下，工件高度尺寸对工件的淬硬效果无实质影响；工件表层淬硬区组织由混合型马氏体、少量残余奥氏体和少量未溶碳化物组成，而里层过渡区组织主要由回火索氏体组织和较为细小的马氏体组成；随着工件高度尺寸的增加，完全淬硬区显微硬度和平均淬硬深度均呈现出先增后减的变化趋势。(3)采用ANSYS有限元软件对磨削淬硬深度进行了数值模拟。研究结果表明：通过仿真软件得到的仿真结果与实验结果保持一致，因此，通过数值模拟可以为磨削淬硬深度的预测提供参考依据，优化实验参数组合。(4)通过大尺寸平面磨削淬硬实验，研究磨削条件对大尺寸平面磨削淬硬层的影响。研究结果表明：大尺寸平面磨削淬硬过程中，完全淬硬区组织均由板条状马氏体组成，当磨削深度较小或者工件进给速度较大时，第一道磨削淬硬区组织转变为回火索氏体和马氏体组成的混合组织，工件重磨区域组织主要由回火索氏体组成。磨削淬硬层横向显微硬度呈现出“两侧高，中间低”的变化规律，第一道磨削淬硬层高硬度区显微硬度低于第二道磨削淬硬层，且中间区域存在由磨削淬硬层过渡区和回火区组成的、宽度不一的软化带。本研究论文是福建省自然科学基金项目“磨削淬硬层的形成机理及其均匀性的研究”(项目编号：2009J01260)的重要组成部分。