高速铣削钛合金等难加工材料时,随着切削速度的提高,刀具和工件的温度随之急剧增高,从而加剧刀具磨损,用内冷冷却的方式可以快速降温,提高工件表面质量和刀具寿命。但高速旋转的螺旋结构立铣刀搅动冷却液从而形成强液体场,并产生空化现象,剧烈的空化作用会对刀具及工件已加工表面产生破坏形成空蚀,而且还会引起震动和噪声对铣削加工产生影响。本文运用仿真和实验相结合的方法,对高速内冷铣孔过程中刀具和工件的空化问题进行了深入研究,揭示了高速内冷铣孔空蚀机理。首先,通过铣孔空蚀实验,对试验后的工件及铣刀表面形貌进行粗糙度及SEM观测,发现孔壁楔形发散区的试样粗糙度大于楔形收缩区,孔壁楔形收缩区表面除切削断痕外无明显空蚀现象,楔形发散区表面有密密麻麻的空蚀孔,大多呈小麻点和海绵状,铣刀后刀面与容屑槽间的区域出现明显空蚀现象,其中,刀尖区域的空蚀坑呈鱼鳞状,中间区域的空蚀坑中鱼鳞坑与蜂窝坑并存,刀尾区域的空蚀坑主要为蜂窝坑,铣刀壁面的空蚀程度大于孔壁,为验证数值仿真模型的正确性提供依据。其次,对立铣刀及其流场区域进行建模,选择ANSYS中的Fluent模块对其进行数值计算,将数值计算结果与实验进行对比分析,验证数值仿真模型的正确性。在仿真结果中提取出流场含气率、涡核分布、压强分布、空泡分布等数据,发现在铣孔开始阶段空泡在流场中占比急剧升高,经过极短的时间达到稳定状态,之后在一定数值范围内上下波动。铣孔过程中铣刀将流场分成楔形收缩区与楔形发散区,楔形收缩区为负压区,空泡在此区域产生并大量聚集,楔形发散区为正压区,空泡随流场运动到此区域溃灭。空泡初生从靠后刀面近刀尖处发生,随着空化程度加剧,空化在铣刀后刀面由下往上不断推进,直至全覆盖。最后基于响应面法理论通过数值模拟结果研究铣刀转速、铣刀直径、盲孔直径、盲孔深度等影响因素对高速内冷铣孔时孔中的含气率的影响规律,发现铣刀转速、铣刀直径、盲孔直径对流场含气率有显著影响,铣刀直径与孔径大小相近,流场含气量高,反之,流场含气率低。