钢轨铣磨车作为一种解决钢轨表面缺陷、控制钢轨廓形的工具,应用越来越广泛。在钢轨铣削修复的过程中,往往伴随着较高的铣削力与铣削温度,可能会影响作业的效率与质量,而过度的“修复”也会导致钢轨寿命的降低,因此在铣削修复中的参数是需要进行合理选取的。本文设计正交实验,使用有限元方法对钢轨铣削过程进行仿真,获得不同工况下钢轨的铣削力数据,通过极差分析,选取了铣削参数中铣削速度与作业速度的最优解;同时将得到的最优解作为已定参数,设计不同裂纹深度与铣削量的组合实验,以有限元方法分析了钢轨铣削与轮轨接触模型的应力场状态,得出不同裂纹深度下最优的铣削量参数。本文具体研究工作与结论如下:（1）本文以75 kg/m的热处理U78Cr V钢轨为研究对象,钢轨铣削的有限元仿真选取Johnson-Cook本构模型,通过USDFLD子程序法对钢轨热处理层与加工硬化效果进行模拟。其次,使用有限元仿真软件建立动力显式算法的钢轨铣削有限元模型,设计了铣磨车铣刀盘的等效模型,并根据已有的研究参数设置钢轨初始残余应力场。（2）使用钢轨铣削表面粗糙度数学模型,计算出铣削速度与作业速度间的关系:铣削速度不小于作业速度的16倍方可保证粗糙度符合标准要求。其次,根据建立的参数关系确定了铣削参数的选取范围。（3）在参数范围内设计单因素实验与3因素5水平的正交实验。采用单因素实验方法,分析了铣削力与铣削温度随铣削参数改变而变化的规律,结果表明:铣削力会随着铣削速度的增加而减少,随着作业速度、铣削量的增加而增加;铣削温度随铣削速度、作业速度及铣削量的增加而上升,但作业速度参数对铣削温度的影响效果相对不明显。将正交实验数据结果进行多元线性回归,建立了钢轨铣削力的数学模型并检验了相关性;通过对正交实验数据结果进行极差分析得到了各铣削参数对铣削力的影响主次:铣削深度影响最大,铣削速度次之,作业速度影响最小。得到最优铣削参数水平:铣削速度vc=3900 mm/s、作业速度vf=170 mm/s、铣削量ap=0.4 mm。（4）将最优铣削参数中铣削速度与作业速度作为已知参数,设计了不同裂纹深度与铣削量的组合实验。分析了在不同铣削量工况下不同裂纹深度的钢轨在铣削后裂纹尖端应力场状态,结果发现:不同的铣削量参数对铣削后钢轨次表面残余应力场分布的影响深度不同。然后建立轮轨接触模型,将裂纹钢轨铣削模型的所有工况结果作为初始条件进行了10次轮载作用,并对各工况下裂纹尖端的应力场进行了分析,得出各铣削量下可修复裂纹的深度,可根据钢轨裂纹病害的状况对铣削量参数进行合理选择,结果表明:在铣削速度vc=3900 mm/s、作业速度vf=170 mm/s条件下,铣削量分别为0.4 mm、0.6 mm、0.8 mm、1.1 mm时,可以使深度为0.8 mm、1.1 mm、1.5 mm、2.5mm的裂纹尖端呈现为压应力场,抑制裂纹生长;当裂纹深度更大时,裂纹尖端处的应力场主要受钢轨初始残余应力的影响。