立方氮化硼(CBN)因其具有较高的硬度、热稳定性及对铁族金属具有较好的化学惰性等优势,从而利用CBN磨粒制作成的砂轮加工钛合金、镍基高温合金等高强韧难加工材料相对于金刚石砂轮具有明显优势。目前,主要采用感应钎焊方式对CBN砂轮进行制作,从而实现CBN磨粒、钎料合金及砂轮基体三者之间的冶金结合。在钎焊过程中,感应钎焊温度的均匀性对工件加工效率以及砂轮基体变形等有重要影响,故感应钎焊温度的均匀性已成为感应钎焊过程中亟待解决的问题之一。本文主要针对感应钎温度的均匀性问题,首先重点研究在不同感应钎焊温度下制作CBN砂轮的表面形貌及磨削性能并与电镀CBN砂轮进行对比;其次利用有限元软件对凹、凸特征成形面进行温度场仿真,从而获得各因素对影响凹、凸特征成形面感应加热温度分布的规律;最后,对所设计的凹凸特征成形面进行响应曲面试验,获得各因素对特征成形面的温度和极差影响次序并对各因素水平进行优化。主要研究内容和结论如下:1.通过不同温度对CBN砂轮进行感应钎焊,并利用扫描电镜(SEM)和能量分散谱仪(EDS)对钎焊后CBN磨粒表面新生化合物的形貌及组成元素进行观察与分析。研究发现,当钎焊温度为940℃~980℃时,CBN磨粒表面生成物的形貌最佳;2.利用钎焊后的CBN砂轮试样在超声辅助磨床上对难加工材料钛合金Ti6Al4V进行磨削试验。试验结果发现,随着磨削深度a_p或工件进给速度v_w的增大,CBN砂轮的法向力和切向力均逐渐增大。当钎焊温度为940℃时,CBN砂轮的磨削力较其他钎焊温度砂轮的磨削力小且此钎焊温度下CBN砂轮的磨削比能较其他钎焊砂轮低。与电镀CBN砂轮对比发现,电镀CBN砂轮的磨削力和磨削比能较钎焊CBN砂轮大;3.对钎焊CBN砂轮的磨损形貌与电镀CBN砂轮进行对比可知:钎焊CBN砂轮磨损形貌主要为破碎磨损,电镀CBN砂轮的磨损形貌为粘附磨损;4.利用有限元软件FLUX对凹、凸特征成形面进行温度场分析,获得了各因素对影响凹、凸特征成形面感应加热温度分布规律:对凸面感应加热温度分布进行研究发现,随着电流增大、线圈半径减小及线圈高度的增大,感应加热温度均呈现上升趋势;对凹面感应加热温度分布进行研究发现,随着电流、线圈与工件之间间隙及线圈长度增大,感应加热温度均呈现上升趋势;5.通过响应曲面试验研究各影响因素对凹、凸特征成形面感应加热温度均匀性的影响次序,并对各影响因素水平进行数值优化,从而获得最佳钎焊温度的各因素水平。响应曲面试验发现,各因素钎焊温度和极差的影响顺序均为电流>间隙>线圈半径。当电流为123.6 A,间隙为11.64 mm,线圈半径为4.26 mm时钎焊温度为939.203℃,且极差相对较小。通过试验验证发现:成形面温差在50℃左右且试验值与仿真值的平均钎焊温度误差较小,从而证明了仿真结果的可靠性。