镍基合金作为一种耐高温、高强度、耐腐蚀等优异综合性能兼备的合金,广泛应用于航空航天、舰艇、化工设备等领域。但是其高硬度、高强度等优点也给加工带来了困难,如何降低磨削温度、提高零件的表面质量成为镍基合金精密加工所面临的难题。尽管在过去几十年用于镍基合金材料的特种加工技术取得了快速发展,但磨削仍然在镍基合金关键零部件的加工制造中占据着相当重要的位置。现代磨削技术的发展主要原因之一是新型磨料磨具的出现。传统磨料不能满足高硬度,高强度和强耐磨性等难加工材料的加工要求,虽然超硬磨料适合加工镍基合金,但其修整和制造成本较高。1981年,诺顿公司在溶胶-凝胶工艺中添加晶种制备了Seed-Gel陶瓷刚玉磨料（SG）,因其良好的磨削性能和较低的成本成为一种介于超硬磨料和传统磨料之间高性价比产品,但SG砂轮加工镍基合金的磨削机理和砂轮磨损机制有待进一步探究。另外以诺顿公司长柱状TG磨粒、3M公司三角板状CubitronTMII磨料为代表的固定形状SG磨料也被广泛应用于高温合金的加工。但是目前可控颗粒形状的SG磨料生产线核心技术被国外公司垄断,且这类磨料进口价格昂贵,导致该磨料在国内市场供不应求。采用优质砂轮可以提高磨削效率和工件表面质量,并且可以降低磨削热的产生,另外,如何增强磨削区的散热,探索一种合适的冷却润滑方式减少镍基合金磨削烧伤同样至关重要。针对以上瓶颈问题,论文开展了可控形状SG磨料量产生产线的研发工作,对比了白刚玉、SG砂轮的磨削性能和磨损状态;研究了SG砂轮表面磨粒移动高度和转动高度分布,基于材料去除机理和力学行为,建立了不同润滑工况下的SG砂轮力模型,并进行了实验验证,最后分析了纳米流体微量润滑在SG砂轮磨削镍基合金过程中的冷却润滑机理。论文主要包括以下研究内容:（1）分析了镍基合金应用需求、材料力学特性和加工瓶颈;综述了国内外陶瓷刚玉磨料的研发路线,分析了溶胶-凝胶法制备陶瓷刚玉磨料的工艺流程和优势,总结了国内外可控形状SG磨料量产技术,分析了多种冷却润滑方式的优势和技术瓶颈。（2）分析了我国可控形状SG磨料量产技术发展瓶颈;基于溶胶-凝胶法制备陶瓷刚玉磨料的生产工艺流程,依次研发了生产线传动系统、定量精准涂敷系统、多能场智能干燥与管控系统、颗粒收集与微模具清理系统、脱模剂精准喷覆与回收系统,进而构建了一套完整的可控形状SG磨粒量产生产线。（3）分析了SG砂轮磨损机理并开展实验研究,采用白刚玉和SG砂轮磨削镍基合金GH4169,研究了白刚玉和SG砂轮材料粘附、堵塞以及磨粒破碎等主要磨损机制;探究了磨削参数对砂轮磨削力、工件表面微观形貌、磨削比能的影响规律,揭示了SG磨粒微破碎引起的多切削刃磨削机制。（4）揭示了SG砂轮/镍基合金GH4169材料去除机理,分析了单颗磨粒与工件的接触状态和面积,建立了基于材料断裂和塑性堆积原理的单颗棱锥形SG磨粒磨削力模型;建立了SG砂轮表面磨粒角度与突出高度符合高斯分布的位姿模型,分析了SG砂轮动态有效磨粒的切削深度,进而建立了干式、微量润滑、纳米流体微量润滑工况下的SG砂轮磨削力模型。（5）建立了不同润滑工况下SG砂轮磨削力数值仿真模型,并对磨削力预测结果进行了实验验证;基于磨削区强制换热理论,探究了三种润滑方式下磨削参数对SG砂轮的磨削性能的影响规律,研究了不同润滑方式对工件表面微观形貌和磨削区温度的影响规律,揭示了纳米流体微量润滑在SG砂轮磨削过程的冷却润滑作用机制。