磨削加工是用来获得高精度工作表面的精加工工艺之一。影响零件表面质量的因素除了设备和工艺参数外,振动也是主要因素之一。磨削过程中的振动形式主要为受迫振动和自激振动,发生在砂轮与工件之间的自激振动称为磨削颤振。颤振会使系统动态特性发生改变,同时,动态特性会以磨削力和磨削深度的形式影响磨削接触区的温度场分布,而温度场的分布又是金相组织转变的关键因素。磨削淬硬加工是工件表层金相组织随着接触区温度变化,先奥氏体化后马氏体化的结果。而工件表层金相组织转变过程直接影响加工质量的高低,开展磨削颤振对金相组织转变的影响机理研究有助于指导实际磨削加工,优化产品质量,提高产品性能。本文研究了系统颤振对磨削淬硬层金相组织转变过程的影响机理。主要研究工作如下:（1）阐述了磨削颤振与其他加工中的颤振的区别,提出了接触刚度是影响磨削颤振的主要因素。建立磨削系统的动力学模型,构建动力学方程,采用Runge-Kutta方法求解有时间延迟效应的动力学方程方程。分析动力学仿真结果,得出系统颤振对磨削动态特性的影响机理。（2）分别对磨削接触区温度场进行了解析与数值求解。根据传热学原理,建立了磨削加工工件的二维导热偏微分方程。采用有限差分法求解磨削加工接触区稳态和非稳态温度场并与解析法求解的稳态温度场进行结果对比,进行相似度分析,验证了有限差分法求解温度场的可行性。然后,将系统的动力学结果耦合到温度场分析中,得到基于颤振效应的磨削淬硬加工接触区动态温度场分布情况。（3）运用元胞自动机法对磨削加工工件表层奥氏体化过程进行仿真模拟。基于动态温度场分布,建立奥氏体化过程的数学模型,主要分为珠光体分解,铁素体-奥氏体转变和奥氏体晶粒粗化三个部分。同时,将系统动态特性耦合到奥氏体化分析中,分析磨削颤振对奥氏体化过程的影响机理。（4）基于耦合动态特性的奥氏体化结果,并结合动态温度场分布情况,建立工件表层组织的马氏体化数学模型。从马氏体相变热力学入手,对马氏体相变的机理进行分析,并根据马氏体相变热力学条件预测马氏体相变的开始及结束,通过求解马氏体相变驱动力和阻力,计算马氏体相变的临界温度。基于马氏体相变动力学,考虑磨削颤振的影响因素,计算马氏体形成体积分数。同时,使用MATLAB对马氏体相变过程进行仿真模拟,分析磨削颤振对马氏体相变的影响。研究结果表明,砂轮的颤振强度大于工件的颤振强度,可把砂轮的颤振近似为系统颤振;接触刚度越大,磨削系统的颤振越剧烈,验证了接触刚度的大小可以判定磨削颤振的剧烈程度;磨削颤振越剧烈,工件表层温度场的最大温度值和加热速率越大;磨削颤振会使奥氏体微观组织的晶粒变大;颤振越剧烈,最终组织中的马氏体含量越低,从而降低了工件的硬度和机械强度。