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磨具磨削工件过程中,磨削液常难以渗入磨削区域,这使得磨削区域工况变差,造成砂轮的损耗量变大、工件表面粗糙度恶化和磨削烧伤等问题。针对这些问题,本文提出以β-环糊精(β-CD)与润滑添加剂(油性剂、极压剂等)的分子微囊作为酚醛树脂磨具的填料,实现一种新型的具有自润滑性能的分子微囊磨具。β-CD与润滑添加剂的分子微囊,是β-CD与润滑添加剂通过分子间相互作用而形成的超分子包合物。包合物具有一定的热稳定性,能够在树脂磨具固化过程中对其中润滑添加剂起到保护作用,磨削时,磨具内的包合物又能释放出添加剂起润滑作用。本研究为解决目前磨削中存在的润滑问题提供了一种可行方案,所做的工作主要有：(1)采用竞争光谱法研究了β-CD/油酸包合时的稳定常数和热力学常数,采用相溶解度法分别研究了β-CD/硫化异丁烯(T321)和β-CD/二烃基五硫化物(RC2540)包合作用的稳定常数。用共沉淀法分别制备了β-CD/油酸、β-CD/T321和β-CD/RC2540的包合物,用研磨法分别制备了γ-CD/亚磷酸二正丁酯(T304)和β-CD/磷酸三甲酚酯(T306)的包合物。用热分析(TG)、红外光谱(FTTR)、核磁共振波谱(1H NMR)等方法对上述β-CD/润滑添加剂的包合物进行了表征,证明了包合物的形成。(2)采用四球试验法考察了β-CD/润滑添加剂的包合物在PEG-600与水混合液中的摩擦学性能。结果表明在一定时间和载荷范围内,包合物的减摩抗磨性能甚至优于润滑添加剂本身。X射线光电子能谱(XPS)分析了摩擦表面上主要元素的化学状态,并根据阴离子作用机理(NIRAM)分别解释了β-CD、润滑添加剂和包合物在边界润滑条件下的润滑机理。证明γ-CD/润滑添加剂的包合物在摩擦界面上形成了一种复合型的润滑膜,其中,包合物所释放的润滑添加剂起主要作用,而β-CD的摩擦片段则主要起减摩作用,这两种润滑成分之间相互作用使包合物具有更好的摩擦学性能。(3)设计了β-CD/润滑添加剂分子微囊磨具的配方,采用冷压法制备了填充β-CD/润滑添加剂包合物的树脂磨具,确定了磨具的固化工艺。考察了包合物的填充量对磨具强度和硬度的影响,SEM分析了包合物在磨具组织中的存在形态。并采用FT-IR分析了酚醛树脂与β-CD/T321的包合物混合后的固化物粉末。结果表明,当包合物的填充含量小于25%时,可以满足磨具的强度、硬度等机械性能要求。磨具中的包合物在固化过程中未被破坏,而是以团状微粒的形式存在于磨具组织中,包合物很好的保护了其中的润滑添加剂成分。(4)制备了填充β-CD/油酸包合物、β-CD/T321包合物和(3-CD/RC2540包合物的酚醛树脂磨具试样。采用销—盘摩擦副在UMT-3摩擦试验平台上考察了包合物的含量、摩擦实验转速和载荷对试样摩擦系数和磨损率的影响。通过对下试环磨损表面的XPS能谱分析,研究了摩擦过程中包合物分子微囊释放润滑添加剂并形成润滑层的过程。结果表明当包合物的填充量在10%-15%时,磨具能够取得最佳的自润滑效果。随着实验速度及载荷的增大,磨具的摩擦系数呈减小趋势,但相应的磨损率会升高。磨具中的包合物在摩擦过程中释放出润滑添加剂,添加剂与β-CD的摩擦产物共同作用于对磨面上形成自润滑层,从而产生减摩、抗磨和提高表面质量的作用。(5)在MM7120A型平面磨床上考察了分子微囊磨具的实际磨削性能,研究了包合物的填充含量对砂轮磨削比和工件表面质量的影响,确定了相关磨削参数。结果表明,与普通的酚醛树脂砂轮比,填充适量的包合物能够显著提高酚醛树脂砂轮的耐磨性和工件表面质量。最后,分析了分子微囊磨具的磨削机理,认为分子微囊磨削工件时能及时、有效、精准的释放润滑添加剂,并在工件—磨粒之间及时的形成自润滑膜,减轻摩擦。本文的研究为分子微囊磨具进一步运用于生产实践奠定了理论基础。