插铣过程是钛合金这类难加工材料粗加工中高效加工方式之一。本文针对冷却条件下钛合金插铣过程,建立了基于刀片离散的正交切削模型,并建立了有限元仿真模型,对钛合金插铣过程的温度场进行深入分析和仿真研究。主要研究成果如下:刀片被离散为微小单元(ECT),每个ECT的切削速度方向时刻垂直于切削刃,把每个ECT看成是正交切削,将复杂的三维问题简化为二维正交切削问题。深入分析ECT切削机理,提出局部切削力的确定方法。刀-屑间的摩擦模型为库伦摩擦模型;工件材料模型采用Johnson-Cook本构模型。利用人工热电偶法对钛合金插铣过程中某一区域的平均温度进行测量,温度信号经过一套温度采集系统采集得到;建立插铣实验切削力平台,测量钛合金插铣的切削力。实验中所获得的数据为有限元仿真提供了验证依据。钛合金插铣过程温度场有限元仿真采用自适应网格技术,实现切屑的自动分离;有限元仿真模型中刀尖模型为与实际相符的圆角。仿真过程分为两步:利用Lagrange算法能够很好的追踪自由曲面变形的特点,建立完全的Lagrangian边界下的正交切削有限元模型,模拟切屑的形成过程,并最终确定切屑的初始形态;结合Lagrange和Euler算法的优点,把工件视为一个内部材料不断从刀具前刀面和后刀面流过的控制区域,建立Lagrangian-Eulerian边界自适应网格下的有限元模型,解决了金属切削仿真过程中由于网格畸变致使仿真终止的普遍问题。通过仿真结果与实验数据的对比,验证了有限元模型的准确性和可靠性。本文探索的仿真方法和建立的Lagrangian-Eulerian边界自适应网格的有限元模型,有效地解决了金属仿真过程中的大变形问题,除了能够模拟切削温度场分布外,对于实现金属切削过程中的切削力、刀具磨损、工件的应力应变有限元仿真过程都有重要参考价值。