高温合金作为航空航天、船舶、原子能、车辆工业关键零部件中的重要材料,对国家制造业起着重要作用。随着我国制造业日新月异的发展,对高温合金的加工需求也逐渐提高,但其材料的难加工性是制造中的难点,主要表现在切削过程中存在切削力大、刀具磨损严重及切削温度高等现象。针对以上问题,采用高压冷却是改善加工效果的一种有效途径。本文通过高压冷却下PCBN刀具加工高温合金试验,分析切削力及刀具磨损规律,探索高温合金加工质量改善和加工效率提高的理想方案。首先,建立高压冷却条件下的切削力数学模型。根据直角切削理论,对斜角切削过程中的相关参数进行简化计算,建立斜角切削力系数模型;通过对高压冷却相关理论及冷却润滑过程的研究,探讨高压冷却下切削力变化原因及摩擦系数计算方法,将其与常规切削力模型结合,完成高压冷却下切削力系数模型的构建,为高压冷却下切削力预测及刀具磨损分析提供支撑。其次,对高压冷却下镍基高温合金车削过程及PCBN刀具磨损过程进行有限元仿真分析。通过Third Wave Advant Edge软件对切削过程进行仿真,在切削力仿真结果基础上,分析预测高压冷却下的切削力变化规律;利用DEFORM仿真软件对刀具磨损过程进行仿真,分析刀具磨损的渐变过程,为刀具磨损形貌研究提供参考。再次,进行高压冷却下镍基高温合金切削试验。根据试验结果,分析冷却条件、切削参数与切削力的变化关系,对高压冷却下切削力系数模型进行完善和修正,并建立切削力经验模型,验证模型准确性,为切削参数优化提供支持;建立多目标切削参数优化模型,运用遗传算法并结合试验结果,优化高压冷却下的切削参数。最后,对高压冷却条件下PCBN刀具磨损情况进行研究。通过高压冷却下的刀具磨损试验,在分析刀具磨损形貌的基础上,对PCBN刀具的失效原因进行探讨;研究切削加工条件对刀具磨损的影响,获得高压冷却下的刀具磨损规律,并结合切削力试验结果,对高压冷却下考虑刀具磨损时的切削参数选择进行分析,为提高刀具寿命和加工效率提供建议及参考。