高温合金具有优异的高温强度、抗氧化性能、抗腐蚀性能和疲劳性能,其中应用最为广泛的是镍基高温合金。但也正因为高温合金优良的性能,使铣削加工变得更加困难。借助纳米流体微量润滑技术(NMQL)可有效降低铣削加工中的切削力和切削温度,相比于传统的浇注式冷却,NMQL技术可以让切削液雾化之后能很好的渗透到工件与刀具之间。同时,以极性基团为主要成分的润滑油(蓖麻油酸)与以非极性烃链为主要成分的矿物油相比,形成的油膜可以有效减少磨粒生成。因此对蓖麻油酸纳米流体改善镍基高温合金铣削加工性机制的研究是很有必要的。本文主要从铣削过程中的切削力和纳米流体冷却润滑两个方面来探究蓖麻油酸纳米流体改善铣削过程的冷却和摩擦特性以及影响切削力和纳米流体热导率的因素。通过对比实验,进行不同润滑条件下的镍基高温合金进行铣削加工实验,结果表明:微量润滑条件下,切削液可以很好的进入切削区,起到冷却和润滑的作用,从而改善铣削加工表面质量,降低铣削力。同时在蓖麻油酸基础液中添加纳米粒子,组成的纳米流体可以起到更好的冷却减磨的作用;在高速切削时,纳米流体依然可以发挥较好的性能,改善铣削加工过程的冷却和润滑性能。虽然实验结果可以很好的证明蓖麻油酸纳米流体可以有效改善铣削加工性,但是铣削加工过程是一个高速过程,同时在切削液流动的影响下,现有实验方法不能对纳米粒子布朗运动、固液转换膜行为及纳米粒子变形等因素行实时微观分析,不能充分且有效说明改善的机理。针对实验得到的结果,运用分子动力学方法,基于简化思想,从微观上研究在基础流体中添加纳米粒子后改善铣削加工性的机理。构建了蓖麻油酸纳米流体导热模型,金刚石-镍边界润滑条件下铣削模型,研究并得到了蓖麻油酸纳米流体导热系数、粘度、切削过程中的摩擦力与不同因素之间的变化关系,具体研究结果如下:(1)在蓖麻油酸基础液中添加铜纳米粒子,可以有效提高基础液的热导率;随着浓度的增加热导率提升明显,但是对于粘度的影响较小;纳米粒子在布朗运动的作用下,提高了纳米流体的热导率,增大了纳米流体整体迁移率,降低了粘度;纳米流体热导率随纳米粒子直径的增加先增大后减小,同时,纳米流体的粘度随着纳米粒子的直径增加而逐渐减小;温度对基础流体热导率的影响不大,但是对纳米流体影响较大,同时温度升高会有效降低纳米流体的粘度。当刀具与镍基合金附近的油膜厚度不发生改变时,纳米流体的粘度降低可以减小摩擦力,提高润滑效果。(2)通过仿真模拟镍基合金铣削加工发现,蓖麻油酸纳米流体不仅会在纳米粒子周围形成吸附油膜,也会在刀具与工件表面形成吸附油膜,起到保护工件,提高表面加工质量的作用;还发现,软质纳米颗粒相较于硬质纳米颗粒,在压缩过程中会发生形变,不会破坏吸附油膜,提高了边界润滑状态下纳米流体承载能力。该论文有图62幅,表11个,参考文献105篇。