传统磨削加工过程中，由于磨削比能很高，容易产生大量的磨削热，这些热量往往很难及时散发出去而积聚在磨削区，从而产生磨削烧伤，影响工件加工质量和砂轮使用寿命。因此如何改善砂轮与工件的接触状态、有效的提高磨削区的润滑和冷却性能、降低磨削温度、提高工件的表面加工质量，是一个亟需改善和解决的问题。　　针对上述问题，本文提出了一种螺旋有序排布纤维刀具，对其进行了切削区气流场的仿真分析，建立了螺旋有序排布纤维刀具切削液有效流量数学模型，并对切削区流场进行了气液两相流的数值仿真研究。具体包括:　　(1)设计了一种螺旋有序排布纤维刀具结构，对刀具的结构进行了分析，并采用三维建模软件建立了几何模型。　　(2)采用CFD（Computational Fluid Dynamics，即计算流体力学）方法，对螺旋有序排布纤维刀具切削区气流场进行了理论分析和数值仿真研究，揭示了切削加工时刀具周边气流的压力和速度分布规律。研究发现:随着刀具转速增大，切削区气流压力和速度都会随之增大，切削区气障层变厚;随着切削区楔形间隙值减小，切削区的压力明显增大;工件速度对切削区气流场的影响极其微小。通过对螺旋有序排布纤维刀具气流场的仿真研究，为研究切削液的有效利用提供了理论基础。　　(3)建立了螺旋有序排布纤维刀具切削区气液两相流的仿真模型，研究了切削加工中切削液的有效利用情况，探究了刀具结构、工作参数对切削液有效流量及有效流量利用率的影响。研究表明:随着刀具转速增大，进入切削加工区的切削液有效流量增加，但是当刀具转速超过一定范围后，其增大趋势变缓;随着喷嘴射流速度增大，其有效流量增加，有效流量利用率却减小;喷嘴厚度为2mm时切削液有效流量明显高于喷嘴厚度为1mm时的流量，但是随着喷嘴厚度增大，其有效流量利用率反而减小;喷嘴以15度倾角往切削区喷射切削液时的有效流量明显大于喷嘴水平方向射入切削液时的流量。　　(4)采用上述理论模型和仿真模型对光滑表面的砂轮进行了流场仿真分析，并进行了实验验证，实验结果表明理论模型和数值仿真模型正确可信。