钛合金材料具有质量轻、强度大、耐腐蚀性能好及耐高温等优点,在航空航天领域广泛使用。同时,钛合金Ti6Al4V也具有导热性低、化学活泼性高、加工回弹性大等缺点,在高速切削过程中的强热力耦合场作用下的刀具,摩擦剧烈、刀具磨损严重,直接影响钛合金构件的加工质量。本文通过研究不同类型的硬质合金刀具高速切削钛合金Ti6Al4V过程中刀具扩散磨损行为,分析不同合金成分及元素组成对刀具扩散磨损的影响特性,表征高速切削钛合金Ti6Al4V时硬质合金刀具前刀面扩散磨损的形成过程。论文主要完成如下方面内容:选用YG6、YG8刀具进行切削Ti6Al4V试验,获得切削过程中切削速度对切削力、切削温度及刀具磨损的影响特性,为进一步研究合金成分对刀具扩散磨损的影响提供一定的理论和试验基础。提出硬质合金刀具磨损的宏-介观跨尺度分析方法,建立硬质合金刀具原子群构型并进行优化,推导原子的扩散速率计算公式以及分子动力学与连续介质区耦合运动方程,为刀具宏-介观跨尺度分析提供理论依据。通过硬质合金刀具切削钛合金Ti6Al4V仿真分析,获得硬质合金刀具主切削力、刀-屑接触区温度、前刀面温度、前刀面磨损深度随切削速度的变化规律。同时,对硬质合金刀具切削钛合金Ti6Al4V进行热力耦合分析,获得不同切削速度下的刀具应变及刀具应力分布情况。对硬质合金刀具切削钛合金Ti6Al4V介观原子群乱序运动及扩散特性进行分子动力学仿真,求解YG8、YT15、YW2刀具前刀面原子群扩散速率,分析三种刀具前刀面原子群密度变化特性,研究不同合金成分的硬质合金刀具切削钛合金Ti6Al4V前刀面扩散磨损特性,提出控制硬质合金刀具扩散磨损的方法。