随着科学技术进步和工业水平的快速发展,高速切削加工已成为众多科研人员研究的焦点之一。钛合金Ti-6Al-4V(TC4)具有比强度高,高温热强性和耐热性能以及抗腐蚀性好等优良性能被广泛的应用于航空航天领域。由于钛合金Ti-6Al-4V作为典型难加工工程结构材料,它在低速、小切削深度和较大前角的切削条件下会产生绝热剪切局域化。因此,研究钛合金Ti-6Al-4V的高速切削绝热剪切机理成为了科研人员研究的热点问题之一。本文通过高速切削钛合金Ti-6Al-4V实验分析了切削速度、切削深度和进给量对切削力和已加工表面粗糙度的影响,并应用ORIGIN7.5分别拟合了钛合金车削的切削力、剪切角和切屑变形系数公式。通过研究锯齿形切屑绝热剪切带内微观结构的组织、显微硬度分布规律,探讨了高速车削钛合金Ti-6Al-4V绝热剪切行为的微观机理,研究了切削参数对锯齿形切屑锯齿化程度和齿距的影响以及锯齿形切屑的表面形貌和刀具上碳元素的扩散机制。利用ABAQUS有限元软件模拟了高速切削钛合金Ti-6A1-4V的加工过程,分析了高速切削锯齿形切屑形成过程及机理、对比仿真与实验切削力以及切削速度对锯齿形切屑ASB内最高温度的影响和刀具前角对锯齿形切屑形成的影响。结果表明,通过实验和有限元分析所得的切削力、切削温度以及表面质量基本符合高速切削基础理论。通过实验观察到锯齿形切屑的绝热剪切带存在两种形式,分别是组织基本完全细化的转变带和组织变化较小的形变带。仿真所得切屑形状与实际加工相似,验证了有限元模型的正确性。有限元模拟仿真高速切削钛合金Ti-6Al-4V的加工过程,证明了钛合金锯齿形切屑形成机理为热塑性失稳。