镍基高温合金因其具有优异的高温性能、抗热疲劳性能和热稳定性能而被广泛应用于航空、航天、船舶与化学工业等大型高端装备关键核心零部件制造领域。其中,在航空飞行器的热端部件(涡轮叶片、涡轮盘、涡轮传动轴等)制造中应用最多。镍基高温合金属于典型的高强韧性难加工合金材料,优异的材料性能导致其具有较差的机加工性能。磨削作为常用的表面加工技术常用于镍基高温合金零部件的高效精密加工,但在磨削过程中存在砂轮易黏附堵塞、磨削力过大、磨削烧伤龟裂、表面质量差等一系列的问题。从磨削机理方面分析,高的法向磨削力与低的切向磨削力是导致镍基高温合金磨削问题频发的重要成因。本文针对镍基高温合金磨削过程中磨削力过大、磨削烧伤等问题,借鉴液体防弹衣的防弹原理,即在加工过程中,通过磨粒的“集群效应”,在高性能纤维的把持下完成对工件材料的去除,设计并制造了一种基于剪切增稠磨料体系与Kevlar平纹织物的防弹衣式新型磨具,并对镍基高温合金进行了高剪低压磨削性能试验,开展的主要研究工作如下:(1)根据防弹衣式新型磨具的加工原理,确定了新型磨具结构方案,利用有限元软件实现了防弹衣式新型磨具基体的优化设计,建立了高剪低压磨削原理的仿真模型,验证了高剪低压磨削机理的有效性。(2)确定了防弹衣式新型磨具磨料层的组织成分,制定了剪切增稠液、剪切增稠磨料体系及新型磨具磨料层的制备工艺。针对磨料层主要成分剪切增稠基液和剪切增稠磨料体系进行了流变性能测试与分析优化,验证了两种溶液的剪切增稠特性。对新型磨具磨料层表面进行显微观测,确定了剪切增稠磨料体系在高性能纤维织物表面的分布状态。(3)搭建了新型磨具磨削试验平台,针对选区激光熔融Inconel718高温合金开展了高剪低压磨削试验研究。研究了Inconel718合金磨削前后的表面粗糙度变化、表面形貌变化、新型磨具磨料层磨损状态、工件与磨具磨料层元素变化等,探究了防弹衣式新型磨具的磨削特性,验证了新型磨具面向高温合金磨削的有效性。(4)开展了Inconel718高温合金磨削工艺优化实验研究。研究了磨具线速度、进给速度和磨削深度对工件表面粗糙度的影响规律。实验结果表明在磨具线速度1m/s、进给速度2000 mm/min、磨削深度为180μm时磨削效果最好,工件表面粗糙度从473.7 nm减小到153.0 nm,工件磨削后具有良好的表面质量。研究了新型磨具磨削时的切向磨削力与法向磨削力之比,结果表明,其比值高于镍基高温合金磨削时的常规值,验证了高剪低压磨削的有效性。