磨削淬硬技术是将磨削与淬火两项工艺结合在一起,可以通过干磨削的形式实现。干磨削硬化技术利用干磨削过程中产生的大量的热使工件表层达到淬火效果的新型工艺,有着效率高、环保绿色的特点。预应力干磨削技术是在干磨削加工之前对工件施加一定的预拉应力,达到控制加工后试件残余应力的效果,以改善工件表面硬化层的质量,提高工件的抗疲劳强度。本文在分析了干磨削机理的基础上,研究分析了平面磨削接触弧长、磨削力及热量分配比等磨削参数。确定了预应力干磨削过程中的平面磨削接触弧长等参数,确定了磨削力模型、热源模型,为之后的实验条件及仿真参数选择提供依据。本文以40Cr零件为实验材料,进行了预应力干磨削实验,研究了不同实验参数对40Cr零件硬化层的影响。通过改变磨削深度和预应力大小,进行多组实验。观测干磨削后的工件断面的金相组织,研究磨削深度和预应力大小对试件金相组织变化及硬化层厚度的影响,并分析其影响机理。测量干磨削后的工件表面硬化层的硬度,研究磨削深度和预应力大小对试件表面硬化层硬度的影响,并分析其影响机理。在干磨削加工过程中,砂轮对零件表面的冲击强化作用对加工后形成的硬化层性能有着很大的影响。在理论分析和实验的基础上,利用DEFORM-3D软件对零件表层加工硬化进行仿真,研究不同磨削深度和不同预应力值的条件下,零件所受的等效应力、等效应变率的变化,并分析其影响机理。同时利用零件表面不同深度所受的等效应力估算硬化层厚度。研究表明,预应力的施加,可以改善干磨削硬化层的力学性能。随着磨削深度增加,硬化层硬度和深度都有所增加。预应力在一定范围内增大,硬化层厚度有小幅度下降,但可使表层金相组织变得更加致密,一致性变好,硬化效果更优。