在超精密加工中,当使用金刚石刀具切削黑色金属材料时,极易出现刀刃的石墨化现象,导致金刚石刀具刀刃的严重磨损,因此测量切削时刀尖处的切削温度对切削机理以及金刚石磨损机理的研究是至关重要的。本文将薄膜热电偶的使用与超精密切削加工结合起来,并且将薄膜热电偶镀制在PCBN刀具刀尖处,制成了可以进行切削并同时进行测温的切削测温刀头,并进行了多组现场切削测温实验,获得了较好的实验效果。并且将此方法引进了超声振动辅助切削加工的过程中,探索了超声振动对薄膜热电偶测温过程的影响。本课题主要是围绕切削时刀具刀尖处瞬态温度的测量方法进行的,其中包括测量所用的传感器的选择,以及传感器的制备情况,最后完成了车削测温的实验。本论文主要研究内容如下:1、分析了切削测温的主要方法,并从中选择适合于本课题的测量方法和传感器。2、分析了薄膜溅射沉积技术,以及各项技术的优缺点,阐述了磁控溅射薄膜制备的方法,并介绍其原理。3、针对薄膜热电偶传感器与车削刀具的集成进行结构上的设计,并且利用磁控溅射法在PCBN刀具上制备薄膜热电偶以及二氧化硅绝缘薄膜。4、对已经制备的薄膜传感器在0-300℃进行分段标定,其中0-100℃在标准水槽中进行标定,100-300℃在标准油槽中进行标定。并且设计薄膜热电偶测温电路,以及温度补偿电路。5、本文针对切削刀具的温度进行了有限元仿真,观察到切削热的流向与切削温度的分布。6、设计适用于普通车削机床的刀架以及变幅杆,并在机床上进行车削测温实验。7、使用制备好的测温刀头进行车削测温实验,在超精密车削机床上进行车削,分别针对普通车削和超声辅助车削进行测量。