鉴于传统切削加工中的冷却液给环境带来了严重的污染，绿色冷却技术应运而生，低温气体雾化射流冷却技术就是一种适应环境要求的“高效，低功耗”的绿色冷却技术。由于钛合金材料在宇航、原子能、舰船等行业中应用越来越广泛，且该材料在切磨削加工中具有弹性变形大、切削温度高等性能，是典型的难加工材料；本文以这种新型的冷却方式冷却钛合金（Ti6Al4V）试件为研究对象，采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法，对低温气体雾化射流冷却技术进行了系统深入的研究。具体工作总结如下： 1、进行了低温气体雾化射流冷却换热机理的初步理论探讨，以池内膜态沸腾为基础,将喷雾颗粒的冲击作为一种扰动，对喷雾冷却进行建模，并对池内膜态沸腾关系式进行修正, 推导低温气体射流冷却过程中低温雾滴对高温壁面的换热系数，然后着重介绍水流密度对换热系数的影响，随着水流密度的增加，喷雾冷却的换热系数也逐渐增加；当水流密度越大，滞留在高温表面上的水膜厚度增加, 这会削弱雾滴对蒸汽层的冲击,当水流密度增加到一定程度后，雾化效果明显变差，大部分水滴没有得到充分的雾化，而在高温壁面形成了更高的水膜，换热系数明显降低。所以在整个过程中，换热系数存在最佳值。 2、应用有限元技术，进行了钛合金（Ti6Al4V）正交切削的有限元模拟，结果表明锯齿状切屑的形成机理为绝热剪切和塑性断裂的综合作用，并分析了切削参数对锯齿状切屑形态影响规律，锯齿频率随切削速度、进给量、刀具前角的增加而增加，刀－屑摩擦系数对锯齿状切屑形态无明显影响，但切削力、刀屑接触长度随刀－屑摩擦系数的增加而增加。然后进行了低温冷风雾化射流冷却，水射流冷却，低温冷风冷却，干切削下的切削温度比较，对切削温度的抑制效果由低温冷风雾化射流冷却，水射流冷却，低温冷风冷却依次减弱，但都优于干切削。 3、研制了低温气体雾化射流冷却的实验装置，该实验装置分为低温气体喷雾发生系统、试件加热系统和温度信号采集系统。作者在各装置的设计和调试上做了很多工作，提出了许多设计方案，特别是喷嘴的创新设计。本实验装置平台的研制也是最终将这种低温气体雾化射流冷却技术应用于切磨削加工中的基础条件，因此本工作具有重要意义。 4、在上述实验平台的的基础上进行了低温气体雾化射流冷却方式对钛合金试件表面温度的冷却效果实验，并与自然风冷，水射流冷却效果进行比较，得出雾化射流冷却方式对钛合金试件表面温度的冷却效果明显优于自然风冷与水射流冷却，与模拟结果一致。在肯定了其冷却效果的同时进行了低温气体雾化射流冷却工艺参数的实验研究，着重分析了水流量对雾化冷却效果的影响，得出结论为冷却效果最佳时的水的剂量要与材料在一定温度下所能汽化并参与相变换热的水的剂量相当，此时换热系数最佳，这回应了上述低温冷风雾化射流冷却换热机理中的换热系数存在一最佳值。实验所得出的这个结论，对将此冷却方式应用于实际加工中是具有指导意义的。