窄深槽是一种特殊的零件结构,具有槽深与槽宽的比值大于2且槽的宽度一般小于4 mm的结构特性,常出现在发动机涡轮叶片根部槽、涡轮盘榫槽、叶片泵转子槽零部件上。超硬磨粒砂轮缓进给磨削窄深槽工艺解决了传统加工方法的加工精度低、加工成本高、砂轮磨损严重、成品率低等问题。但是,窄深槽磨削区被工件遮挡,外部供给的磨削液难以到达磨削区,冷却不及时易于诱发烧伤;磨削表面存在明显的形貌分区现象,衍生的深层问题是窄深槽各磨削区的材料去除机理不同,而传统的磨削加工理论难以解释这一问题,限制了缓进给磨削技术在窄深槽磨削加工领域的推广应用。本文开展窄深槽磨削风冷式强化换热关键技术与理论研究,分析了窄深槽磨削时砂轮的磨损特性,设计了一种风冷式砂轮,分析了砂轮的气流场特性,研究了窄深槽磨削分区的材料去除机理,建立了基于风冷式强化换热的窄深槽磨削区温度模型,研究了窄深槽磨削表面性能。论文的主要研究工作如下:（1）电镀制备窄深槽磨削用单层c BN砂轮,分析了砂轮的形貌特征,研究了磨削窄深槽时砂轮磨损特性。研究发现,砂轮表面磨粒的面积百分比浓度合理,磨粒横向分布均匀性较好,砂轮磨粒出刃高度纵向分布差异较小。砂轮稳定磨损阶段占有效寿命周期的84.6%;过渡刃区磨粒由于受到交变载荷作用,产生严重断裂磨损;在磨粒带内缘,磨粒脱落引起周围磨粒的磨削力升高幅度最大,导致该区域磨粒脱落集中;砂轮顶刃区和侧刃区中部的磨损形式为微裂纹、磨耗磨损和磨粒脱落。c BN磨粒的主要磨损形式是磨耗和解理断裂,磨粒出刃高度大和磨损平台面积大的磨粒上的磨削力较大,在磨粒磨损平台表面或磨粒侧面诱发易发解理裂纹,裂纹在磨削过程中扩展产生解理断裂;砂轮镀层磨损形式有镀层表面划痕、磨粒-镀层结合面断裂、镀层位移、镀层裂纹等,砂轮镀层磨损降低了磨粒把持强度,是引起磨粒脱落的主要原因;砂轮电镀层中产生的过渡层降低镀层与基体结合强度,导致部分镀层被剥离或翘曲变形;砂轮的局部烧伤始发于工件材料粘附堵塞的顶刃区域。（2）深入分析了窄深槽结构冷却困难而引发烧伤的原因,设计了一种风冷式砂轮。完成了风冷式砂轮的内部流道气流场和砂轮外部气流场特性实验,烟线流动显像实验结果表明环境空气自砂轮入风口进入内部流道,最终从出风口沿径向射出,风冷式砂轮设计构想合理;风冷式砂轮的轴向气流场沿砂轮厚度对称面对称分布,与无风冷砂轮相比,风冷式砂轮的出风口气流流速提高约35.2%,能较高效的将环境空气输送入砂轮气流道;随着砂轮线速度增大,风冷式砂轮出风口处的气流流速和单位压力逐渐增大。（3）研究了窄深槽磨削的材料去除机理,建立了基于单颗磨粒磨削力的窄深槽各磨削区的磨削力模型,研究了接触弧长和槽侧面接触面积变化规律,建立了窄深槽基于磨削分区的总磨削力模型。在窄深槽的截面上,顶刃磨削区磨粒切削深度基本相等,过渡刃磨削区磨粒的切削深度沿着靠近侧刃区的方向逐渐减小,磨粒在侧刃磨削区仅滑擦槽侧面或微切削表面沟痕的较高隆起部分;不同磨削区磨粒切削深度差异是表面梯度过渡形貌特征产生的根本原因;随着工件进给速度和窄深槽深度的增大,窄深槽的材料去除率逐渐增大;材料去除率对工件进给速度变化的敏感度更大,工件进给速度是影响材料去除率的主要因素。数值计算和磨削力实验结果表明,磨削力模型能准确预测窄深槽缓进给磨削时磨削力的变化趋势,而且磨削力的计算值与实验值的误差小于10%,具有较高的预测精度。（4）窄深槽的各磨削区产生了不同强度的磨削热流密度,顶刃磨削区的热流密度最大,过渡刃磨削区次之,侧刃磨削区热流密度最小;基于风冷式砂轮的气流流速实验结果,研究了位于磨削区的风冷式砂轮出风口出射气流流速;建立了窄深槽磨削区风冷式强化冷却对流换热模型,推导了风冷条件下传入工件的磨削热分配比理论公式,构建了窄深槽不同磨削区的磨削温度场模型;通过有限元仿真结果与磨削实验结果对比,发现窄深槽磨削区最高温度的计算值与实验值吻合较好。多点热源耦合作用下,窄深槽的侧刃区磨削温度最高,过渡刃磨削区的磨削温度次之,顶刃磨削区的磨削温度最低。（5）分析了磨削工艺参数对窄深槽磨削表面完整性的影响。窄深槽磨削表面存在梯度过渡的表面形貌特征,从槽底面到过渡圆角面再到槽侧面,磨削表面沟痕由深而稀疏逐步过渡为浅而密集,表面粗糙度值也显著降低;窄深槽底面产生了明显的塑性变形层,表层晶粒沿着磨削方向被拉长,过渡圆角面的塑性变形层深度逐渐减小,在槽侧面表层晶粒仅发生轻微变形;窄深槽的加工硬化层主要分布在槽底面和过渡圆角面,槽侧面的显微硬度近似等于工件材料的初始态硬度。窄深槽磨削表面在磨粒光整作用下产生残余压应力,槽底面的残余压应力值高于槽侧面。