磨削加工作为一种重要的加工方法，以其独特的方式可以使加工表面达到较高的质量，因此通常被用于半精加工与精加工环节。随着科技的发展，各种高速磨削加工与超精密加工成为磨削加工的发展趋势，因此需要配以更加科学的冷却润滑系统，以减少热烧伤现象与裂纹的产生，从而达到更高的磨削质量。目前，磨削领域所运用的冷却润滑方式主要是浇注式冷却润滑，在少数情况下使用干式磨削，这两种方法均有着不可避免的缺点。浇注式冷却润滑方式既浪费资源又污染环境，而磨削液中仅有极少部分进入磨削区，不能充分发挥冷却润滑作用。并且大量浇注的磨削液会对磨削系统产生流体力而作用砂轮主轴和工件上，影响磨削精度并可致使砂轮主轴挠曲变形。干式磨削是指不使用任何冷却液的加工方法，该方法极易造成加工表面热烧伤，严重影响工件的表面完整性。在此情况下，微量润滑（Minimum Quantity Lubricant，简称MQL）即MQL冷却方法应运而生，即将少量磨削液与高压气体混合，以气雾的形式喷射到磨削区，使磨削液充分的吸收磨削区的热量，既不产生污染又不浪费资源，因而成为目前磨削领域十分重视的一种冷却润滑方式。本文主要通过以下各部分，对MQL高速磨削展开研究。为了证明微量润滑磨削比传统浇注式磨削具有更大的优越性，本文首先针对浇注式冷却润滑方式下磨削加工时磨削区磨削液流场进行了研究。基于流体动压理论，建立了传统浇注法磨削加工中磨削区流场的光滑数学模型和考虑了砂轮和工件真实表面形貌的粗糙接触区流场模型，并应用多重网格法得出光滑模型下的数值解，粗糙模型的解和光滑模型的解基本吻合。通过数值解研究各参数对磨削过程所产生的影响。结果表明，砂轮线速度越大，接触区磨削液流体动压力越大；而砂轮直径本身对接触区流体动压力几乎没有影响；砂轮与工件间的最小间隙越小，磨削区流体动压力越大。通过分析表明砂轮线速度和砂轮与工件间的最小间隙是影响磨削区流体动压力的重要因素；在流体速度的计算中表明，砂轮线速度是影响磨削区流体流速的重要因素，而砂轮与工件间的最小间隙和砂轮直径几乎不影响磨削液流体的流速。通过上述数值计算得知，浇注式冷却润滑方式下由于流体动压力的存在，此力作用在磨削系统将对砂轮产生一个附加的径向力，对加工精度、机床精度有负面影响。其次，在上述结论的基础上，对微量润滑方式在磨削加工中的可应用性进行了理论和实验研究。从理论上分析磨削液作用过程，论证微量润滑磨削的可行性，通过这种加工方式能够达到或者好于传统浇注式磨削加工所能达到的效果。研究了磨削液如何进入磨削区，计算出磨削液突破气障层所需具备的速度和避开反向气流的供液方向以及有效磨削液量的大小。另外选择一定的磨削参数，以45钢为被磨削材料，通过实验比较传统磨削液供给方式磨削、微量润滑磨削、干式磨削三种情况下，目标参数（表面粗糙度、微观结构、磨削力、磨削热）的差异以及原因，从而论证微量润滑磨削的可应用性。再次，基于高速磨削的前提，以Cr12为磨削对象，对微量润滑磨削各参数影响工件表面完整性进行了研究。通过加工质量的正交实验法，以磨削热、磨削力、加工硬化程度、表面粗糙度、微观形貌等为指标，论证了MQL冷却方法中的主要参数对高速磨削影响的显著性问题。探寻了各参数的组合，对磨削过程进行了优化，并建立了回归方程。最后，对MQL冷却方式中应用的冷却润滑流体进行了深入研究。将纳米固体颗粒添加入到MQL润滑流体介质中制得纳米流体，然后采用高压射流方式为磨削加工提供润滑和冷却。详细阐述了纳米流体强化换热的机理。重点介绍纳米流体的制备、组成要素；纳米流体热传导系数的测量实验研究和影响因素的分析。将纳米流体作为MQL磨削加工氧化锆陶瓷的冷却润滑介质进行实验研究。通过对磨削力、磨削力比、磨削温度、工件表面粗糙度的研究分析，MQL冷却润滑流体中添加纳米固体颗粒可很好地提高其冷却润滑性能。