随着现代铁路技术的飞速发展,传统的钢轨整形作业方式面临新的挑战,也就使得钢轨整形作业效率和质量的提高变得越来越重要。铣磨车的修复质量和效率与砂轮的磨削性能联系紧密,CBN砂轮的综合性能远远优于目前正在使用的刚玉砂轮,将其运用在铣磨车上能大大提高铣磨车的作业效率。除此之外,冷却技术更是高速高效磨削中的关键问题,为了在保障磨削质量与效率的前提下,适当地减少磨削液的使用量,本文从环保的角度出发,对高速高效磨削低温气液双相注入技术进行了研究,主要研究内容如下:(1)提出了高速高效磨削低温气液双相注入冷却方法,设计了一套低温气液双相注入装置,该装置利用低温压缩气体运载少量的液体,以喷雾冲击射流的方式注入到加工区实现强化换热。(2)利用fluent软件对磨削楔形区流体进行仿真模拟,计算出磨削楔形区内气流场及压力场的分布规律。在高速旋转的砂轮表面存在空气流动层,气流速度随着砂轮外缘的距离增加而减小,而且存在很大的速度梯度,由于工件的存在使得砂轮与工件之间的楔形区内空气的速度呈现一定的规律,在磨削引入区,由于空气粘性作用,气流速度逐渐增大,到达最小间隙处,产生的气流场速度最大,接近砂轮的线速度,磨削引入楔形区内出现了回流现象。(3)对低温气液射流速度分布场研究,利用等压原理分析了气液双相注入效果。(4)将低温气液双相注入技术应用到CBN砂轮磨削钢轨材料试验上,对比低温冷气与低温气液双相注入磨削冷却方式,考察两种冷却方式下磨削参数对磨削力、磨削温度及表面质量的影响。实验结果表明,低温气液双相冷却较低温冷气冷却磨削力、磨削温度低、磨削表面质量更优;CBN砂轮大大提高了钢轨磨削的效率。