在高硬度球面精密磨削中，砂轮磨损会导致磨削环境发生较大变化，严重影响球面工件的表面质量，同时，磨削力与砂轮的磨损有着非常重要的联系，研究其相互关系能更好地控制磨削力及磨削过程。为此，本论文研究陶瓷结合剂CBN杯形砂轮磨削WC-Co涂层球面的砂轮磨损和磨削力，以及两者之间的相互影响。结合球面磨削的工作原理，阐述了分块杯形砂轮的结构及特点，实验研究了球面磨削过程中的砂轮磨损，通过扫描电镜观察砂轮磨损表面，分析了砂轮磨损形式和磨损机理。结果表明砂轮的主要磨损形式为磨耗磨损、磨粒破碎、磨粒脱落和粘附磨损，在初始磨损阶段，磨粒破碎和脱落较严重，而当砂轮工件接触面积增大时，主要的磨损形式为磨耗磨损和粘附磨损。根据展成法磨削原理分析了砂轮磨损后的形状，砂轮块磨损后在其表面形成的磨损曲面即为以球作为刀具加工出的内球面，其曲率由工件球的曲率决定；推导建立了砂轮进给过程中砂轮磨损量和砂轮工件接触面积的数学模型，揭示了砂轮磨损量及砂轮与工件接触面积的变化规律，并进行了实验研究和验证。从磨削几何学出发，研究了砂轮的有效磨粒数及未变形切屑厚度，考虑砂轮磨损对磨削几何学参数的影响，推导了阀芯球面磨削的磨削力的数学模型，结果表明其主要是进给量和砂轮磨损量的函数，最后通过实验验证了数学模型的合理性。