单晶金刚石刀具因其耐磨性极好，因此其刃口半径可达到纳米级。超精密车削(SPDT)技术利用这种刀具对很多种材料的工件进行加工，可以直接达到光学表面，而不需要后续的加工手段。因此现代科技将超精密车削技术运用到了空间大型反射镜的加工上。切削大型反射镜时，切削距离可达上百千米，由此带来了剧烈的刀具磨损及加工温差大等问题，进而使刀具产生了足以影响加工精度的热变形问题。因此本课题进行了金刚石刀具超精密切削铝合金试验，并对刀具最高温度和切削力进行了仿真分析，在此基础上研究了超精密切削过程中的刀具热变形规律并建立模型计算了刀具热变形量，然后进行了试验验证。为研究金刚石刀具在较长切削距离下切削铝合金的刀具磨损和热变形问题，本文首先利用有限元软件对切削过程进行了建模仿真分析，研究了切削参数和刀具几何参数对切削温度和切削力的影响规律，并研究了刀具后刀面磨损对刀具切削温度的影响规律，为实际切削试验提供了理论依据。综合上述仿真分析结果，进行了铝合金金刚石刀具超精密切削正交试验，首先用红外热像仪检测了切削温度，验证了上述对刀具温度仿真结果的有效性；用共聚焦显微镜检测了刀具后刀面磨损形貌，对后刀面磨损带高度VB值进行了详细的正交分析，并建立了计算VB值的预测模型，得出了切削参数和刀具几何参数对后刀面磨损带高度的影响规律。通过计算得到了切削过程中的热流密度和切削力，并结合有限元软件模拟了刀具在切削过程中的热变形，通过仿真得出了刀具的热变形规律。搭建了验证刀具热变形的试验平台，采用点式电加热器对金刚石车刀刀尖进行加热来模拟车刀在不加切削液的情况下刀具的升温过程，并通过试验数据验证了仿真结果的有效性。