镍基高温合金具有优良的机械性能,然而作为一种难加工材料,在磨削加工中产生的高磨削热将引发工件表层产生磨削烧伤,从而极大地制约零件的磨削效率。为有效控制磨削弧区温度,常采用有效的冷却方式来带走磨削加工产生的热量。然而,常规的冷却方式虽然能在一定程度上降低磨削弧区温度,但都存在冷却效率低、效果不显著等局限性。因此设计开发出能解决镍基高温合金磨削热难题的磨削冷却砂轮具有重大的意义。本文将断续磨削与加压内冷却方法结合,设计砂轮并对砂轮结构进行强度校核和传热分析,确定砂轮结构、传热散热通道,设计圆周方向磨粒的有序间歇均布排列方式,在砂轮基体内部加工出冷却液型腔和流道,注入加压冷却液,利用加压内冷却方法实现对砂轮磨削的连续充分冷却。本文主要研究内容如下:首先,依据目前国内外镍基高温合金磨削加工冷却技术相关研究进展,对砂轮结构进行理论方案设计,确定砂轮基本结构参数,设计加压内冷却系统反推数控机床的配套夹具,搭建基于断续磨削的加压内冷却砂轮磨削平台。其次,根据砂轮与工件材质,利用流体力学与磨削热传导分配情况,计算出理论冷却所需要的冷却液流量;结合砂轮结构,构建流体区域的三维模型,运用ICEM对流域进行网格划分,再导入Fluent中对其进行数值模拟计算,分析流道内流体流动的效果,以此为基础确定流道最优结构参数。然后,利用ANSYS Workbench软件平台对砂轮基体进行有限元分析。其中包括模态分析、谐响应分析、应力分析,从而得到砂轮体的固有频率和振型以及应力分布情况。采用有限元分析方法模拟运算,可由此在基体设计阶段避免砂轮在磨削加工过程中发生共振等破坏,确保设计与制造砂轮的安全、可靠。最后,通过新型陶瓷结合剂CBN砂轮断续磨削镍基高温合金GH4169的磨削实验,对比此种新型砂轮在加压内冷却与外部浇注冷却条件下的磨削性能,测量不同实验方案下的磨削温度、磨削力、粗糙度、表面硬化以及加工表面形貌。实验结果表明:在相同的磨削参数下,加压内冷却法可比外部浇注法可获得更低的磨削温度,获得更加优良的加工表面质量及粗糙度,而两种方法对在磨削力的结果上区别并不明显。