在切削加工过程中,切削温度及其分布直接影响着工件的加工质量以及刀具的使用寿命,但由于狭小的切削区域存在着恶劣的切削环境（大应变/应力、陡峭的温度梯度）,使得现有的测温手段很难接近切削区域并实现切削区域的原位温度测量。因此,开发以高时空分辨率、测温准确及原位测量为目标的切削测温方法成为了现阶段亟待解决的关键难题。本文针对切削温度所面临的共性问题,开发了切削区域的原位温度测量方法,并围绕切削温度对刀具磨损监测和温度场建模展开研究。针对恶劣工况下薄膜传感器难以接近切削区域实现原位温度监测的问题,提出利用热压扩散焊封装薄膜热电偶的方法开发测温刀具。利用MEMS工艺将薄膜传感器阵列制作在刀具基底上,结合改进的热压扩散焊工艺,将传感器阵列封装在刀体内,打磨刀尖点,实现传感器的原位温度测量。搭建实验平台,对该测温刀具的静态性能、动态性能以及切削性能进行测试。实验结果表明,该测温刀具具有“响应快、测温准、温度场原位测量”等优点,但也存在着测温刀具过早失效的不足。针对热压扩散焊封装的薄膜热电偶在切削过程中过早失效的问题,提出利用刀具后刀面刻蚀微沟槽作为传感器的保护方法开发测温刀具。利用皮秒激光在刀具表面刻蚀微沟槽,开发传感器嵌入工艺将薄膜传感器集成到微沟槽内,并通过退火及封装工艺实现测温刀具的研发。搭建实验平台,对微沟槽保护的测温刀具进行性能测试。实验结果表明,微沟槽保护的测温刀具不仅具有“响应快、测温准、温度原位测量”等优点,还可以在恶劣的切削环境中长久可靠工作。针对集成有薄膜热电偶的测温刀具在切削应用中存在着制作工艺复杂、刀具定制以及过大切削参数或过高采集温度时测温结果噪声大等不足,提出基于比色测温原理开发响应快、测温准、测温范围广、应用领域广且工作稳定的比色测温平台。搭建实验平台,对比色测温平台的性能进行测试。实验结果表明,开发的比色测温平台可有效弥补集成有薄膜热电偶的测温刀具在切削应用中的不足,但也存在低温区（<200℃）不敏感、刀具需打孔等缺点。因此,需要根据实际工况选取合适的切削测温方法。对比各测温方法的特点,将基于微沟槽保护开发的测温刀具应用到刀具磨损监测领域。以等差法选取6组变工况切削加工参数,在每组切削参数下进行刀具磨损实验,统计在整个刀具寿命周期下切削温度与对应的刀具磨损的变化情况。实验结果表明,切削温度与刀具磨损之间存在着很大的相关性,且通过切削温度随刀具磨损的变化特征可寻求最优切削加工参数。另外,在温度场建模方面,本文以三角刀片正交切削TC4钛合金作为研究对象,开展了一种基于微元法的温度场解析建模研究。基于正交切削模型,对三角刀具切削区域微元化,并将Komanduri-Hou所提出的二维温度场解析模型应用到切削区域的各离散单元,从而确定刀具-切屑接触区域的温度场分布和离散的热分配系数。选取6组变工况下的切削加工参数,利用比色测温平台采集各切削参数对应的切削温度,并评价解析模型的预测精度。结果表明,解析模型的预测结果与实验数据之间表现出了较高的预测精度。总而言之,本文面向切削温度所存在的共性问题,对测量方法、刀具磨损监测以及温度场建模进行研究,其研究成果可广泛应用于切削加工领域。