纯铁材料因其优异的塑性、耐冲击韧性、电磁性能,广泛应用于航空航天、能源动力、国防军工等领域。但纯铁属于典型的难加工材料,切削纯铁过程中切削变形大、加工硬化严重、刀具磨损快,刀具磨损对切削力、表面质量、残余应力、加工精度等均有严重影响,是影响高精度纯铁薄壁构件的重要因素。因此,探明纯铁曲面构件精密切削过程刀具磨损特征及其对轮廓精度影响规律,进而形成刀具磨损控制方法,对于提升纯铁薄壁曲面构件的制造精度具有重要意义。本文主要研究工作包括:(1)采用纯铁端面切削试验方法,研究了精密切削过程刀具磨损形式及磨损机理。试验结果表明,刀具磨损主要形式有后刀面磨损、主沟槽磨损、副沟槽磨损以及刀尖磨损,主、副沟槽磨损量大于平均后刀面磨损量;刀具磨损机理是粘结磨损、氧化磨损、扩散磨损综合作用的结果。(2)研究了纯铁材料晶粒度、冷却润滑方式对端面切削过程中刀具耐用度的影响及MQL和等离子体对刀具磨损的影响机制。结果表明,纯铁晶粒度和冷却润滑不会改变刀具磨损形式,但会影响主、副沟槽磨损量和后刀面磨损量。MQL可有效减小刀具磨损,可抑制主沟槽磨损的发生,而等离子体在高速下也可提高刀具耐用度。纯铁材料表面具有超亲油性能,MQL条件下易在刀-工之间形成润滑膜,等离子体可对纯铁表面改性,等离子体处理后的纯铁表面由亲水性能变成超亲水性能,且表面硬度下降。(3)研究了纯铁曲面构件精密切削的刀具磨损特征。基于端面切削的主、副沟槽磨损理论位置,建立了沟槽沿刀尖移动数学模型。通过对比分析纯铁曲面切削与纯铁端面切削刀具磨损的差异性,发现了曲面切削时沟槽磨损消失,仅存在后刀面磨损带,且磨损带宽度是端面切削时的两倍左右,表明主、副沟槽磨损参与后刀面磨损带形成,证实主、副沟槽磨损移动模型的合理性。(4)研究了刀具磨损对纯铁曲面构件轮廓精度的影响。基于刀具退化特征及刀具复映,建立了刀具磨损对轮廓精度影响的数学模型。对比分析了干切、MQL、等离子体三种条件下曲面切削的刀具磨损,MQL可有效抑制纯铁曲面构件切削过程中的后刀面磨损和刀尖退化量,这将为提高纯铁曲面构件轮廓精度奠定基础。