在磨削加工过程中，特别是难加工材料，磨削比能很高，且绝大部分磨削能将转化为热能积聚在磨削区，若不及时将这些热量疏导出去，将导致磨削区的温度急剧升高，影响零件的质量及使用寿命。传统浇注冷却技术，因工件表层“蒸汽膜”与砂轮周向“气障层”阻碍了磨削液的有效润滑、冷却，且需耗费大量的磨削液，出现高成本、污染环境等一系列问题。因而，寻求有效的冷却方法以降低磨削表面温度、改善工件质量及降低制造成本具有重要研究意义。本文采用了一种新型磨削加工冷却方法，制备润滑、导热性能优良的纳米悬浮液，利用压缩空气将其雾化成微米级的雾滴，以较高的速度冲破蒸汽膜与气障层进入磨削区，实现磨削区有效润滑和冷却。结合理论分析、数值仿真与实验验证的方法对纳米流体微量润滑磨削温度场进行了以下研究工作：(1)纳米流体的悬浮稳定性试验分析。运用试验和理论分析手段对超声波振荡时间、分散剂浓度和基液PH值等相关因素对纳米流体悬浮稳定性的影响进行了探讨。(2)纳米流体微量润滑在磨削表面的强化换热分析。对氧化铝-去离子水(Al2O3-DW)纳米流体的密度、粘度、比热容、导热系数等材料物性进行了理论分析；根据雾化机理，探讨了影响雾滴直径、速度的相关因素；依据磨削表面的温度分布与纳米流体沸腾特性，建立了微量润滑磨削表面换热系数数学模型。(3)磨削区热量传输及温度场数学模型的分析。针对磨削加工机理，对磨削区的热量输入与分配进行了理论分析计算；并应用有限元方法，对结构模型进行离散，考虑相关冷却方式边界条件，建立了三维瞬态磨削温度场的数学模型。(4)磨削温度场的三维数值仿真分析。考虑砂轮-工件的接触形态，分层建立圆弧实体；采用生死单元法模拟磨削材料去除；建立表面效应单元实现热流密度与对流换热同一边界加载；并根据未变形切屑厚度，应用抛物线热流密度模型加载分析；采用实验测量对仿真结果进行验证分析；分别对干磨、纯水微量润滑磨削、Al2O3-DW纳米流体微量润滑磨削的温度分布及变化规律进行对比，发现Al2O3-DW纳米流体微量润滑表现出良好的换热性能。