高精尖产业的发展不断对精密零件的加工技术提出新的要求,不仅需要零件具有良好的尺寸精度还需要保证零件在恶劣的工作条件中持续可靠地工作。微铣削技术可以在毫米量级甚至更小的零件上加工出高精度三维复杂结构,可以满足微小零部件的加工要求。镍基高温合金在高温环境下仍然能保持较高的强度,具有良好的综合机械性能,可以很好地满足零件在高温环境下工作的要求。在微铣削镍基高温合金时,伴随着高应变率和应变,被切削的表面得到强化,硬度上升,产生加工硬化,影响零件的质量和刀具的寿命,所以有必要围绕已加工零件表面存在的加工硬化现象展开研究。已加工表面的加工硬化现象是切削力和切削热综合作用的结果,准确的微铣削力模型是建立加工硬化模型的基础。现有的微铣削力模型各有侧重点,但很少将切削温度对切削过程的作用考虑在内,在进行微铣削时,切削区所受的力与热互相影响,因此需要考虑力和温度之间的综合作用,才能更加准确地通过理论计算得到微铣削力及其相对应的微铣削温度,进而实现微铣削造成的表面硬化程度预测。本文的主要研究内容如下:基于课题组前期研究的微铣削瞬时切削层几何参数计算模型,建立了将微铣削温度考虑在内的微铣削力模型;然后以傅里叶定律为基础建立微铣削温度计算模型,将两个模型进行耦合计算,最终得到基于耦合作用的力热计算模型。基于试验探究了切削用量对微铣削力热状态的影响;依靠Deform-3D软件开发出简化的微铣削有限元仿真模型,分析了微铣刀过渡圆弧对微铣削温度场分布情况的影响。通过准静态拉伸试验获得Inconel 718的应力应变关系,然后通过试验数据对Hollomon方程中的参数进行拟合,得到材料的应变硬化特性,测量不同应变下材料的硬度,得到所研究材料的硬度和应变的关系;基于建立的基于耦合作用的力热计算模型,通过加载,推导得出加工时材料中某一点所受的应力,结合工件材料应力-应变-硬度之间的关系,实现已加工表面硬度值的理论计算;最后利用微铣削Inconel 718仿真模型探究了该合金经过微铣削后的表面显微硬度的分布规律。