低温切削加工技术是使用低温流体作为冷却剂对切削加工区域进行冷却的一种切削加工工艺。一方面低温冷却可以快速带走切削加工过程中产生的热量,有效降低了切削加工温度,提高了刀具性能;另一方面低温冷却可以改变部分工件材料特性,使材料产生低温脆化,改善了材料切削加工性。因此低温切削加工可以减小切削刀具磨损,改善切削加工表面完整性。铝合金6061是综合性能比较优秀的金属材料之一,广泛的应用于航空航天、精密加工、模具生产等重要产业,铝合金生产加工的表面性能会影响铝合金产品在这些产业中的使用寿命。本文以铝合金6061为研究对象,采用液氮冷却低温切削加工技术,对比干切削和乳化液冷却切削,研究了低温冷却和切削参数对铝合金切削加工表面完整性及加工后工件表面使役性能的影响。主要研究工作如下。在不同温度下开展了铝合金6061试件拉伸试验,分析了温度对材料力学性能的影响,发现低温会提高材料的强度,降低材料的塑性。通过单因素试验研究了低温冷却和切削用量对切削力的影响,结果表明低温冷却下的切削力较大,乳化液冷却下的切削力较小。观测了不同冷却条件下得到的切屑,分析了低温冷却对切屑宏观形态的影响,发现低温冷却能够明显改善铝合金6061切削断屑效果,减少了切屑对已加工表面的影响。对铝合金6061进行低温车削试验,分析了低温冷却和切削参数对铝合金切削加工表面粗糙度、表面残余应力、表面硬度和表层组织的影响。发现低温冷却有效降低了切削加工表面的粗糙度和表面残余拉应力,提高了切削加工表面的硬度,表层组织产生细化。每转进给量对表面粗糙度和残余拉应力的影响最大。通过正交试验法建立了表面粗糙度和表面残余应力预测模型,对预测模型进行了方差分析和试验验证,发现模型回归效果显著且符合试验结果。对不同冷却条件下得到的切削加工试件进行了表面使役性能的测试,包括表面耐磨性试验和表面耐腐蚀性试验。试验结果表明,低温冷却对表面完整性的改善有效提高了铝合金6061切削加工表面的耐磨性和耐腐蚀性。在不同冷却条件中,低温切削加工铝合金6061的断屑效果最好,加工表面粗糙度最低,加工表面残余拉应力最低,加工表面耐磨性和耐腐蚀性最好,是一种提高铝合金6061切削加工表面性能的可行加工方法。