国内外研究发现将生物体非光滑表面织构形态应用于现代制造工艺中,能提升材料减摩耐磨性能。在刀具切削领域,选择合适形貌及参数的微织构制备于刀具表面,可以提升刀具切削性能,减缓刀具磨损。本文基于现有的刀具表面微织构研究成果,将微织构应用于超硬材料刀具,采用有限元仿真和车削实验的方法,综合研究微织构形貌及参数对刀具切削性能的影响,分析刀具表面微织构的减摩抗粘机理。本文主要研究内容如下:建立不同形貌的超硬材料微织构刀具切削6061铝合金工件的三维模型,采用ABAQUS有限元仿真软件模拟切削过程,通过对各刀具切削性能进行对比,分析微织构作用机理。结果表明,微织构的置入可以减缓刀屑摩擦,加速刀具散热,提升刀具切削性能。不同形貌微织构对刀具切削性能具有不同程度的影响,其中横向沟槽微织构切削性能最优。设计单因素有限元仿真试验,探究平行沟槽微织构深度、宽度以及织构间隔等参数对切削性能的影响,从微织构参数角度分析微织构减摩作用机理。采用单因素法分析刀具几何参数对刀具切削的影响,选取微织构参数及刀具几何参数作为优化因素设计四因素三水平正交试验,采用矩阵分析法以降低切削热和切削力为目标进行刀具多维度参数综合优化。结果表明,将微织构参数和刀具几何参数进行协同优化可以实现优势互补,更大程度地改善刀具切削性能,合理的刀具参数组合可以得到更优的刀具切削性能。根据参数优化得到的结果,采用激光加工技术在硬质合金刀具表面制备了平行沟槽微织构。设计干切削和切削液辅助切削的两种工况下微织构刀具切削6061铝合金的车削试验,通过电镜观测刀具前刀面磨损情况。试验结果显示微织构的置入能提升刀具切削性能,减小刀屑接触面积,缓解刀具前刀面应力集中区域高温高压状态,一定程度上抑制切屑粘结现象和积屑瘤的产生。在切削液辅助下,流体动压效果和二次润滑现象使得沟槽微织构刀具的减磨抗粘性能更加显著。