为保证加工质量,在铣削钛合金时通常采用高转速小进给的加工方式,由于刀工接触区较小同时钛合金导热性能差,使得刀具表面温度过高,加剧热震现象,影响刀具寿命及其切削性能。铣削加工是典型的断续切削,刀具切入切出时伴随着瞬时高温加热瞬时低温冷却,不断循环经历冷却-升温过程,温差变化使得刀具内外表面不断地受拉-压应力的交替作用,这种反复的冲击在刀具中产生热应力,在前刀面上垂直于切削刃处会产生一系列裂纹。热裂纹会随着铣削过程扩展生长,导致刀具热震疲劳失效。热震疲劳失效作为刀具的主要失效形式之一,会造成大量的经济损失和资源浪费。本文以微织构球头铣刀铣削钛合金为基础,对微织构硬质合金球头铣刀抗热震性能进行分析,以期获得微织构参数对刀具热震行为的影响规律,实现钛合金的高质量加工和提高刀具使用性能。首先进行了微织构硬质合金刀具材料热震试验方案设计,以残余抗弯强度为评价指标;进行刀具材料抗热震性能试验研究,分析微织构参数对刀具材料的抗热震性能影响规律,为后续微织构硬质合金球头铣刀仿真分析以及铣削温度试验打下基础。其次,基于热源法对刀具在铣削过程中的热源变化进行分析,构建刀-工接触区上面热源的数学模型;建立微织构完全热力耦合仿真模型,对刀具动态温度场进行完全热力耦合分析;研究刀具铣削过程热源变化及刀-工接触区温度变化范围。再次,搭建“以车代铣”试验平台,采用非接触式高精度红外测温仪采集刀具铣削温度,获得峰值、谷值温度及其差值;研究微织构参数对铣削温度变化的影响规律;搭建间接热力耦合模型,分析微织构参数对刀具热应力的影响机理。最后,基于试验和仿真结果数据,使用逐步回归法建立微织构参数回归模型;基于粒子群算法对微织构参数进行多目标优化。