磨削淬硬是利用磨削热对非淬硬钢进行表面淬火的新型复合技术,具有良好的应用前景。本文通过理论分析、数值模拟与实验验证相结合的方法,对磨削淬硬技术在成形加工齿条过程中的应用进行了研究,为齿条成形磨削淬硬工艺参数的选择提供了依据,主要研究内容如下：在普通平面磨床上进行了成形磨削淬硬实验研究,测量了磨削力及工件表层显微硬度,计算出淬硬层深度,并采用X射线衍射法对加工后工件的表面残余应力进行了测量,探讨了残余应力与加工参数之间的关系。基于砂轮表面磨粒的概率统计,结合平面磨削力计算公式,建立了成形磨削力的计算模型,理论结果与实验结果的误差小于10%,该计算模型作为磨削弧区热流密度计算的基础。采用迭代求解法对相变潜热及换热系数进行了理论计算,基于传热学理论,建立了成形磨削淬硬的温度场计算模型。综合考虑材料的热物性参数随温度的变化、相变潜热、对流换热等因素,对成形磨削淬硬温度场进行了数值模拟,得出了工件表层温度场及节点温度变化历程,并推断出磨削淬硬层深度,与实验结果具有较好的一致性。在屈服准则、应变强化定律以及流动法则的基础上,对成形磨削淬硬过程的热弹塑性本构关系进行了推导,研究了弹塑性区的应力应变关系。基于热-结构耦合理论,建立了应力场的有限元仿真模型,对成形磨削热应力场及热-力耦合应力场进行了仿真计算,发现磨削力的加载对热应力场的影响较小。在热应力场仿真模型的基础上,考虑相变对应力场的影响,计算了齿条成形磨削淬硬的表层残余应力,与实验值较为接近,误差小于15%。齿条表面表现为压应力,在垂直于齿面深度方向上,压应力逐渐减小并转化为拉应力。将磨削深度和工件进给速度作为参数变量,固定其他磨削条件,建立了齿条成形磨削淬硬工艺参数选择的流程。以温度场仿真研究为基础,以奥氏体化及材料熔化温度所对应的临界热流密度为约束条件,建立了磨削参数与淬硬层深度的对应关系。根据齿条加工的技术要求,以淬硬层深度为条件,对加工工艺参数进行初步选择,然后结合残余应力场分析结果,确定较佳的磨削参数组合。对模数为2mm的齿条加工参数进行了实例计算,确定了工艺参数。