高温合金被广泛应用于航空发动机、船舶、核反应堆等关键零部件的加工中,在国家军事工业和民用工业的发展中起着重要作用。随着我国航空航天制造业的快速发展,对高温合金材料,特别是镍基高温合金的需求不断扩大。但其切削加工性能较差,通常采用PCBN刀具加工高温合金的过程中,存在切削力大、振动明显和刀具磨损严重等现象,影响已加工表面质量和切削效率。高压冷却是一种新型冷却方式,能够有效减小切削力和刀具磨损等。本文通过高压冷却下PCBN刀具加工高温合金试验,探讨切削力和刀具磨损变化规律,并对刀具切削性能进行评价,探索高效加工高温合金和提高已加工表面质量的理想方案。首先,建立高压冷却下切削力预测模型。根据能量法和各切削力投影关系,推导出与切削用量、刀具角度等有关的切削力系数模型,并建立与之相关的常规切削力预测模型;通过对高压冷却润滑机理及流体力学理论的分析,在常规切削力预测模型的基础上,建立高压冷却下切削力预测模型;结合高压冷却下刀-屑接触长度和切削力经验公式,建立高压冷却下刀具应力分布预测模型,为后续高压冷却下切削高温合金的仿真和试验研究提供理论支撑。其次,对高压冷却下切削高温合金切削力及刀具应力进行限元仿真研究。通过Third Wave Advant Edge软件建立常规切削和高压切削有限元仿真模型,在刀-屑接触长度有限元仿真的基础上,分析高压冷却下不同切削条件的切削力和刀具应力变化规律,为高压冷却下切削高温合金切削力试验研究提供一定的技术参考。进而,进行高压冷却下切削高温合金切削力及刀具磨损试验研究。探究冷却条件、切削用量、几何参数和刀具材料等对切削力的影响变化规律,同时对高压冷却下切削力仿真结果进行验证;在对刀具磨损试验结果进行对比分析的基础上,获得不同切削条件下的刀具磨损变化规律,对合理选择切削用量和优化设计刀具几何参数等具有实际意义和使用价值。最后,对高压冷却下刀具切削性能进行评价研究。采用综合模糊评价理论方法,建立高压冷却下刀具切削性能综合模糊评价体系;对高压冷却下切削高温合金的刀具材料、冷却压力、刀具几何参数和切削用量等进行优化,为高压冷却下提高刀具寿命和高效加工高温合金等提供一定的理论依据。