在各种机械加工工艺中,磨削被公认为能够产生最好的表面质量和最小的尺寸公差,一般作为机械加工的最后一道工序,用于生成零件的工作表面。鉴于磨削加工能够获得良好的表面质量,将磨削工艺引入到微尺度加工中,出现了微尺度磨削这一新的微制造方法。其很好的解决了现有微机械加工方法产生相对较差表面质量的问题。微尺度磨削主要是指使用刀头直径小于1mm的微型微磨具,多为圆柱型,磨粒尺寸在几微米到几十微米,用其对材料直接进行去除加工,形成所需形貌,或对其他加工工艺已经加工的表面进行光整加工,达到工艺要求。通过计算机利用有限元分析软件可以预测磨削过程及相应参量变化,是辅助试验研究的一种有效手段,尤其试验条件有限情况下,有限元仿真起着重要的作用。本文采用了仿真与试验相结合的研究手段,以微尺度磨削为研究载体,讨论了微小磨具制备工艺、微磨削力热特性、微磨削表面质量及微磨具的磨损等几个方面的内容,具体研究内容如下：(1)采用不同工艺方法进行微磨具的制备,分析微磨具的尺寸特性和表面形貌与磨粒分布情况。从理论上探讨了微尺度磨削的加工机理,研究微磨削过程中的切削轨迹与切屑形态,最大未变形切屑厚度,工件的弹性恢复等对加工过程的影响。对微磨具进行静力学分析,保证微磨具的装夹稳定性。(2)根据传统磨削力理论模型,推导单磨粒微磨削力数学模型以及微磨削力的经验公式,通过试验结果与理论结果的对比,确定模型的科学性与有效性。分析工件移动速度、磨削深度、微磨具切削线速度对微磨削力大小的影响变化规律。(3)建立单磨粒的微磨削传热模型,利用ABAQUS软件对微磨削温度场进行有限元分析,得到不同磨削参数对微磨削温度的影响规律。通过试验,实际测量微磨削表面温度及表面下不同深度位置的温度,找出温度分布沿工件表面和垂直工件表面方向的变化规律。(4)建立微磨削表面粗糙度的数学模型,通过对硬脆材料的微磨削试验,研究不同磨削因素对工件加工表面粗糙度和三维表面形貌的影响。通过分析加工后表面粗糙度和表面形貌的变化规律,找出影响加工质量的主要因素。通过对金属材料的微磨削试验,得到表面粗糙度随磨削参数变化规律以及在不同加工条件对工件表面质量的影响规律。利用试验结果对提出的数学模型进行验证。(5)本文分析了电镀金刚石微磨具的磨损机理,针对微磨削区的复合作用过程与微磨具磨损形式的主要特征进行了几何与数学建模。通过考虑最小切屑厚度与尺寸效应等因素后提出并建立了微磨具磨粒微观磨损的数学模型。针对钠钙玻璃材料进行了不同磨削参数下的微磨削试验,分析微磨具磨损前后的磨头直径、磨损与破碎磨粒所占磨粒总数的比例和加工后试件表面粗糙度的变化规律。最后,阐述了本文中所得结论,并基于试验和仿真中发现的问题,对下一步研究提出了建议。