磨削加工过程中的磨削比能高,与其它常规加工方式相比相同材料去除率需要更高的能量输入。这些能量在磨削弧区转化成磨削热,如果不能及时冷却,大量的磨削热传入工件,会导致工件表面热损伤。工业生产中常采用向磨削弧区供给大量磨削液的浇注式供液法减少传入工件的热量,降低热损伤。但砂轮高速旋转带动周围空气运动形成气障层,阻碍了磨削液进入磨削弧区。因此,研究磨削气障层的特性和磨削液在气障层内的流动规律,探讨磨削液进入磨削弧区的有效供给条件具有重要的理论意义和应用价值；磨削液在磨削弧区的对流换热减少进入工件的磨削热量,降低磨削温度,建立磨削弧区对流换热系数模型对磨削温度的预测和降低工件热损伤有重要的理论价值。本论文主要工作如下：建立磨削气障层的三维数值模拟模型,研究了磨削气障层内气流场的速度和压强特性。结果发现,气障层内气压关于砂轮中间平面对称分布,且在砂轮中间平面上压强最大；随砂轮线速度、砂轮宽度及砂轮表面粗糙度的增大,压强峰值增大；随砂轮旋转而运动的气流在到达磨削弧区前会向砂轮两侧流动,砂轮宽度较窄时,没有出现明显的返回流现象。利用数值模拟分析得出的气流压强及速度数据,根据流体动力学理论,建立了磨削液在磨削气障层内流动的气动力模型,研究了磨削液在磨削气障层内的流动规律；建立了喷嘴角度及喷嘴位置一定时,磨削液能够冲破气障层进入磨削弧区的供给方法。在磨削弧区磨削液充足的条件下,根据传热学基本理论,在磨削参数和磨削液供给条件一定时,建立了由临界雷诺数及对应的临界长度计算对流换热系数的方法。通过与文献中的实验数据对比分析,发下采用混合边界层计算对流换热系数比较合理。采用陶瓷结合剂刚玉砂轮和绿碳化硅砂轮分别磨削合金钢40Cr和硬质合金YG6。测量了喷嘴位置、角度固定时磨削液的喷射速度范围,与理论预测的磨削液喷射速度范围作了对比,发现两者具有较好的一致性；测量了不同磨削工艺参数下磨削温度及磨削力大小,将实验条件下获得的对流换热系数与理论计算值进行了对比,两者具有较好的一致性。