单晶高温合金具有优异的高温性能,在高温和复杂应力的环境下长期保持高稳定性与可靠性,是先进航空发动机热端零件的首选材料。磨削加工作为一种精密加工的手段,通常被用于零件加工的最后一道工序,可以获得微米、亚微米级的加工精度。将磨削应用于航空发动机单晶零件加工上,可以改善单晶零件难加工的现状。目前,尚缺少航空发动机单晶零件磨削研究的有关报道,许多基础理论问题和关键工艺技术亟待解决和研究。本文针对航空发动机单晶零件的磨削工艺性能开展一系列的试验研究,具有一定的现实必要性和工程意义。本文通过将磨削试验与有限元仿真及理论分析相结合,研究航空发动机单晶零件磨削的材料去除机理、加工工艺、表面完整性。此外,本文还通过探究试验研究了铼含量与磨料类型对单晶零件磨削表面质量的影响。论文的主要研究内容包括:（1）航空发动机单晶零件磨削材料去除机理研究通过结合单磨粒磨削有限元仿真与平面磨削试验,分别就磨屑、磨削表面与亚表面的形貌特征进行研究,在与多晶高温合金磨削的材料去除机理对比之后,得出航空发动机单晶零件磨削的材料去除机理。此外,在试验参数范围内,砂轮线速度对单晶零件磨削去除过程的影响得到了研究,较大的砂轮线速度对提高成屑频率和改善表面质量有利。（2）航空发动机单晶零件磨削工艺试验研究通过结合各向异性相关理论和磨削试验,研究单晶零件（001）晶面不同晶向对磨削力和磨削表面质量的影响。试验结果表明,在（001）晶面上沿不同晶向的磨削力和表面质量呈现出一定的变化趋势。通过正交试验,得出砂轮线速度对单晶零件磨削表面质量影响最为显著的结论。此外,提出了试验参数范围内（MQL）有效控制单晶零件磨削表面质量的优化工艺方案,即 vs=30m·s-1、ap=20μm、vw=0.4m.min-1。（3）航空发动机单晶零件磨削表面完整性研究通过单因素平面磨削试验对航空发动机单晶零件的磨削表面完整性进行研究。试验结果表明,单晶零件磨削表面质量随磨削参数变化具有一定的变化规律,MQL作为冷却条件可更为有效的改善磨削表面质量。单晶零件磨削亚表面的γ相与γ’相沿着磨削方向发生扭转,且磨削亚表面硬度得到了增强。磨削变质层厚随磨削参数变化具有一定的变化规律,且MQL可获得相对较小的磨削变质层厚度。（4）铼含量和磨料类型对航空发动机单晶零件磨削表面质量影响研究通过探究试验研究铼含量和磨料类型对航空发动机单晶零件加工表面质量的影响。DD98无铼单晶零件与DD5含铼单晶零件的力学性能相近,因此两种单晶零件在多数加工条件下具有相近的磨削表面质量。由于铼的影响,DD5单晶零件在较大砂轮线速度和较大切深下更难加工,表面质量相对较差。碳元素在加工条件下与单晶零件发生反应,导致金刚石砂轮所加工的单晶零件表面质量不如CBN砂轮加工的表面质量。