高速铁路、普通铁路、城市轨道交通铁路钢轨长期在列车高速载荷作用下会发生各类伤损,直接影响到列车运行的安全性、平稳性以及钢轨使用寿命。为保证行车安全舒适和钢轨的正常服役,需要定期对钢轨线路进行修复作业,去除钢轨表层各类缺陷。钢轨线路修复作业是保障列车安全平稳运行、保证和延长线路设备使用性能与使用寿命的重要环节。近年来,钢轨铣磨车已逐渐成为线路钢轨修复的主要设备,而磨削装置作为钢轨铣磨车的核心工作部件,其性能直接决定了铣磨车对钢轨修复的效果。国内当前使用铣磨车均为进口,对磨削效果影响很大的砂轮主要是国外厂商提供,对钢轨磨削的研究分析也很少。本文依据钢轨铣磨车作业情况,制定试验方案进行磨削工艺试验,选出适合铣磨车钢轨磨削的砂轮,并考察砂轮、工艺参数等对磨削力、磨削温度、比磨削能、表面粗糙度、表面形貌和表面残余应力的影响。主要研究内容如下:1)结合现有的钢轨磨削砂轮和钢轨的化学机械性能,开发和定制砂轮。对定制的砂轮开展实验研究,研究不同砂轮的最大磨削深度、耐磨性和砂轮堵塞情况,筛选出综合性能较好的适合钢轨磨削的砂轮。2)用筛选出的砂轮进行工艺实验研究,参考铣磨车作业参数制定实验磨削参数。对磨削力和磨削温度进行检测,研究磨削力和磨削温度随磨削参数变化的规律,分析最大未变形切屑厚度对磨削力和比磨削能的影响。观察磨屑的形态分析磨屑的成形机理。研究结果表明:随着磨削深度的增大,磨削力和磨削温度都呈增大趋势;进给速度增大,钢轨磨削力增大趋势逐渐变缓,磨削温度变化不大。3)观测磨削后不同磨削参数下的工件表面形貌、检测不同磨削参数下的工件表面粗糙度和残余应力;分析表面形貌、粗糙度、表面残余应力随磨削参数的变化规律。综合磨削力、磨削温度和粗糙度、残余应力等试验检测结果来分析不同磨削参数下的钢轨磨削质量,为作业砂轮的选取和工艺参数的制定提供参考。研究表明:选取的砂轮磨削后粗糙度能够满足需求;砂轮粒度对磨削工件表面的粗糙度影响最大;钢轨磨削后表面残余应力由压应力变为残余拉应力;在制定作业参数时,应综合考虑磨削力、磨削温度、残余应力和表面形貌等的变化情况。