镍基高温合金因其优异的力学性能被广泛应用于航空航天、船舶、化工等领域,然而它的切削加工性极差,属于典型的难加工材料。近年来,高速磨削技术因其诸多优势得到了大力发展,这为镍基高温合金的高效加工提供了新途径。但是,关于镍基高温合金的高速磨削机理仍缺乏深入研究,难以指导实际磨削过程,导致其磨削效率低、加工质量稳定性差、工具寿命短。作为砂轮磨削过程的一种简化模型,单颗磨粒磨削是探讨复杂磨削机理的有效方法。为此,针对现有单颗磨粒磨削研究现状,本文设计了新的单颗磨粒磨削试验方案,在此基础上,对高速超高速磨削镍基高温合金的材料去除机理进行了系统研究。开展的主要工作包括:(1)在理论分析单颗磨粒磨削轨迹的基础上,设计了符合实际磨削过程的单颗磨粒运动轨迹,研制了单颗磨粒高速磨削试验装置。(2)针对镍基高温合金GH4169开展了磨削速度为80~150 m/s的单颗磨粒高速超高速磨削试验;对磨屑和工件表面磨痕的微观形貌进行了分析,并与普通磨削速度进行了对比;测试了单颗磨粒磨削力,探讨了相同单颗磨粒切厚条件下,磨削速度对单颗磨粒磨削力的影响规律。(3)深入分析了高速磨削镍基高温合金GH4169的成屑机理,并采用有限元仿真方法研究了GH4169合金磨屑的形成过程,以及磨削速度对磨屑形态、磨削力和磨削温度的影响。在此基础上,对磨削速度为200~500 m/s的超高速磨削GH4169合金磨屑形态进行了预测,同时对其形成机理进行了探讨。