随着科学技术的飞速发展，难加工材料以其优异的特性被广泛应用。但难加工材料的切削加工性不仅大大限制了其应用范围，而且对刀具的切削性能及其使用寿命提出了更高的要求。　　本文基于摩擦学原理及温度场微槽设计方法，在贵州大学设计的加工40CrMnMo和TC4材料前刀面带单一微槽特征的刀具（以下简称微槽车刀）基础上，利用DEFORM 3D仿真软件分别在微槽与切削刃之间植入微织构，开展微槽微织构复合设计研究，以期研发更好降温效果的刀具，达到延长刀具寿命的目的。主要研究内容如下：　　(1) 在切削40CrMnMo微槽车刀的微槽与切削刃之间，设计了条纹型、波纹型、梳齿形三种微织构，仿真分析了微织构形貌尺寸对切削温度的影响规律，研究表明微织构形貌参数对切削温度有显著影响，三种微织构均大幅度降低了前刀面的切削温度；(2) 以刀具前刀面最大降温幅度为目标，对切削40CrMnMo材料的刀具前刀面微槽和三种微织构的复合结构进行优选，发现微槽梳齿形微织构的复合设计降温效果最优，进而对其进行强度校核，满足了刀具的强度要求；　　(3) 对比分析切削40CrMnMo的原车刀、微槽车刀和三种微槽微织构复合设计车刀的切削力及工件表面残余应力等切削性能。与原车刀相比，条纹型微织构对改善切削力的影响不大，而波纹型及梳齿形微织构的植入能够有效减小刀具主切削力，三种微织构均能有效改善已加工工件表面残余压应力状态；与微槽车刀相比，波纹型及梳齿形微织构能有效降低主切削力，减少切削热的产生，已加工工件表面最大残余压应力值得到了增加；　　(4) 在切削40CrMnMo材料的微槽微织构复合刀具设计研究基础上，对切削TC4的微槽车刀前刀面切削刃附近区域进行微织构设计，设计了波纹型微织构；仿真分析了波纹型微织构参数对切削温度的影响规律，基于最大降温幅度，对微槽和波纹型微织构复合特征进行了优选，进而对优选出微槽波纹型微织构复合刀具进行强度校核，满足了刀具的强度要求；仿真分析了原车刀、微槽车刀和微槽微织构复合车刀切削力及工件残余应力等切削性能，微槽微织构复合设计能有效降低切削力，增大工件表面残余压应力值；　　(5) 对优选出的切削TC4钛合金材料的微槽微织构复合车刀进行制备，通过单因素实验设计，研究了切削用量参数对切削力及表面粗糙度的影响，发现在所确定的切削用量参数范围内，所设计的微槽微织构能有效改善刀具切削力和表面粗糙度；通过数据统计分析，研究了切削用量参数对摩擦系数的影响，发现切削用量参数对摩擦系数的影响不显著，通过对比分析摩擦力的大小，发现微织构的植入能够改善刀具前刀面的摩擦状况，减小切削力；通过正交试验建立了切削力及表面粗糙度的预测模型，发现所建立的预测模型具有很高的可靠性。