工程陶瓷材料具有诸多优异的机械性能,在高端制造领域备受青睐。用超硬砂轮磨削加工是工程陶瓷材料目前最主要的加工方法,磨削加工是指砂轮与工件在磨削接触区发生微观相关作用的过程,即精密成型的磨具使工件材料产生局部的剪切、破碎、滑移变形,以实现材料去除,进而达到零件要求的尺寸和加工质量。本文以HIPSN(热等静压氮化硅)陶瓷为研究对象,通过磨削试验、超硬砂轮修整试验,分析HIPSN陶瓷材料去除机理以及超硬圆弧砂轮修整方法,并对磨削工艺进行优化,以实现HIPSN陶瓷高效精密磨削加工,具体研究内容包括:(1)开展HIPSN陶瓷磨削力测量实验,通过正交实验,在干/湿磨条件下研究砂轮线速度、磨削深度、工件进给速度等工艺参数对法向、切向磨削力的影响规律。基于ABAQUS建立单颗金刚石磨粒切削HIPSN陶瓷有限元仿真模型,探索磨粒切削速度、磨粒切削深度对法向、切向磨削力的影响规律,以及金刚石磨粒切削HIPSN陶瓷时的应力分布情况,试验结果验证了仿真模型的正确性。(2)在干/湿磨情况下开展磨削工艺实验,研究各磨削参数对磨削质量的影响趋势以及影响程度,对比在干/湿磨情况下HIPSN陶瓷表面形貌,进而分析磨削液对HIPSN陶瓷材料去除方式、加工质量的影响。(3)对HIPSN陶瓷高效精密磨削加工工艺进行优化,在正交试验和单因素试验下分析磨削深度、工件进给速度、砂轮线速度对表面粗糙度、表面波纹度、表面形貌的影响规律,确定优化工艺参数组合,优化后加工效率大幅提高,表面质量得到改善。结合实验分析HIPSN陶瓷材料的去除机理。(4)针对圆弧形超硬砂轮修整难度大、修整精度低的问题,设计制造一种垂直式超硬砂轮圆弧修整器,对树脂结合剂圆弧形金刚石砂轮进行精密修整。探索不同粒度的圆弧形砂轮在修整前后表面粗糙度、弧形精度、圆度、表面形貌的变化情况。修整后圆弧砂轮的弧形精度及圆度大幅提升,表面粗糙度值有所降低,修整使大量新的磨粒露出。垂直式超硬砂轮圆弧修整器及修整方法,可以对圆弧形砂轮进行精密修整,修整后磨削的轴承套圈沟形精度大幅提高。通过大量的磨削试验及仿真,分析磨削加工时HIPSN陶瓷材料的去除方式,以及表面磨削质量的变化规律,为HIPSN陶瓷高效高质量的磨削加工及圆弧形砂轮精密修整,提供一定的参考价值。