从绿色制造和抗疲劳制造的理念出发，预应力干磨削加工方式具有降低能耗，集成化，减少环境污染，符合绿色加工等特点。表面微观几何特性是重要的表面完整性指标之一，其数值及分布特征对机械零件使用性能影响显著。因此在研究预应力干磨削加工过程中，零件表面粗糙度、波纹度等微观几何量的变化趋势及变化机理也成为研究热点，具有十分重要的意义。围绕预应力干磨削试验展开研究，本文的主要研究内容包括以下几部分:　　(1)对预应力干磨削的磨削机理进行研究，分析预应力干磨削加工方式中试件表面的创成机理。着重分析了宏观与微观两方面因素对表面形貌的影响机理，以及磨削过程中试件表层温度变化等因素对试件表面几何特性的影响，讨论分析试件表层金相组织结构、磨削温度、预应力等对试件表面几何特性的影响。　　(2)对砂轮表面形貌进行仿真，利用Johnson变化系统进行非高斯分布砂轮表面形貌仿真，并与普通高斯砂轮表面仿真进行对比。结合预应力及磨削深度对砂轮与工件干涉方式和磨削过程中磨粒坐标变换的影响，选取合适参数得到的非高斯砂轮，通过MATLAB软件，对试件表面微观几何形貌进行仿真，得到不同预应力及磨削深度下试件的表面形貌变化规律以及表面粗糙度值变化趋势。　　(3)对40Cr、45钢两种试件分别进行预应力干磨削试验，控制磨削深度以及预应力大小，对试验后试件金相组织进行分析。得出结论:两种试件金相组织呈明显分层状态，靠近试件表层的部分由马氏体及铁素体组成，马氏体密度较大，为淬硬层。一定深度之后组织即为基体组织:40Cr试件相比于45钢，淬硬层深度变化幅度较小，得到淬硬层晶粒更细，组织更致密均匀。以理论研究为基础，通过ANSYS软件对两种试件预应力干磨削温度场进行仿真，得到试件表层温度场分布情况。分析试件表层金相组织及接触区温度场仿真结果，为试件表层发生淬硬强化现象提供理论依据。　　(4)测量磨削后45钢及40Cr两种试件表面粗糙度以及表面形貌，进行对比分析:两种试件表面粗糙度呈不均匀分布的特点。随着磨削深度的增加，试件表面粗糙度值增加;随着预应力增大，试件表面粗糙度也随之降低，试验结果与表面形貌仿真结果一致。