钛合金具有比强度、比刚度高,耐腐蚀和耐热性好等优点,是航空航天领域和现代工业技术领域中重要的结构材料,然而钛合金也具有弹性模量低,单位面积切削力大,热导率小,切削温度高,刀具磨损严重等问题,从而使得其加工难度大,加工质量和加工效率也不理想,所以改善钛合金难加工问题已经成为钛合金切削的重要研究课题。液氮深冷加工技术作为一种新型绿色加工方式,能够深度冷却并润滑钛合金切削区,抑制切削区温度和刀具磨损,并改善已加工表面完整性,本文即围绕着钛合金TC4深冷加工展开研究工作,主要内容包括:开发了一套开度阀液氮流量控制装置和一套新型的基于压力控制的液氮流控装置,并进行液氮流量控制、温度、压力等测试对比,确定基于压力控制的液氮流控装置具有流量控制范围大、提高液氮纯度、保温性好、易集成等优点,是相对最佳的适用于深冷加工的自动化液氮小流量控制方案。应用压力液氮流量控制装置,通过车削实验,研究了不同切削加工参数、液氮深冷条件对钛合金TC4切削力和表面完整性各项指标的影响规律,发现深冷加工会略微增加切削力,改善已加工表面的粗糙度,并增大加工硬化程度,略微减少硬化层深度。通过外圆车削刀具磨损实验,研究了不同切削加工参数、液氮深冷条件对刀具磨损和使用寿命的影响,发现深冷加工可以明显的改善刀具磨损,延长刀具寿命,切削速度越高,对刀具寿命的延长效果也越明显,因此深冷加工可以提高钛合金TC4的切削效率,最后研究了不同液氮喷射流量对刀具磨损和使用寿命的影响。