高温合金具有优异的高温强度、抗疲劳及热稳定性,能可靠地服役于在600-1100℃的高温腐蚀及复杂应力的工作环境,因而在航空、航天、船舶和化学工业中均有广泛的应用,其中以镍基高温合金在航空发动机中的应用最为广泛。随着材料性能的不断提高,材料的加工难度也随之增大,同时其加工效率的要求也在提高,因此实际生产中需要一种更加高效的磨削方式来突破传统缓磨方式的材料去除率(1~5 mm3/(mm.s))。当前高效深切磨削工艺(High Efficiency Deep Grinding,简称HEDG)被公认为可以提高镍基高温合金加工效率的重要手段,如何充分发挥其优势,并推动其在工业生产中的应用则为一个亟待解决的问题。本文以定向凝固镍基高温合金(DZ125)涡轮叶片榫头的成型磨削加工为应用目标,开展高效深切成型磨削关键技术的研究,完成的主要研究工作如下:1.CBN砂轮高效深切磨削镍基高温合金研究。通过对工件表面粗糙度、磨削力、磨削比能和磨削温度的分析,对比研究了不同类型CBN砂轮磨削性能;借助复型技术并结合三维视频显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段,观察分析了磨削镍基高温合金时单层CBN砂轮的磨损形式,并结合磨削力的变化,讨论了其磨损机理;提出采用单颗磨粒磨损试验,通过对磨粒表面形貌与磨沟截面积的观测分析,研究了CBN磨粒的磨削比。2.镍基高温合金高效深切磨削弧区冷却液压力的研究。通过弧区冷却液压力与磨削烧伤关系的研究,指出弧区压力为影响冷却效果的重要指标。在此基础上,以提高弧区压力为目的,通过试验的方式,分析了在磨削用量,空气挡板,砂轮类型,冷却液供液条件等不同因素作用下,弧区压力的变化规律。针对成型磨削的特点,优化了喷嘴轮廓形状。最后通过对不同供液条件下主轴功率分配的研究,得出了在不同磨削速度下供液条件对主轴可用功率的影响规律。3.在砂轮磨削性能以及冷却条件优化研究的基础上,进行了镍基高温合金高效深切成型磨削试验研究。通过成型磨削比能的研究,确定了高效深切成型磨削的临界磨削速度,得出了最大单颗磨粒切厚对磨削比能的影响规律;分析了成型磨削的温度分布特征,得出了最大单颗磨粒切厚对成型磨削温度的影响规律。4.DZ125定向凝固镍基高温合金涡轮叶片榫齿高效深切成型磨削工艺应用研究。设计制作出单层电镀成型CBN砂轮;根据实际加工余量和成型磨削工艺研究的结果优化了磨削工艺参数;最后对DZ125叶片榫头进行了型面精度和表面完整性分析,验证了高效深切磨削工艺可在现有磨削工艺的基础上显著提高加工效率和加工质量。