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镍基高温合金Inconel 718优良的综合力学性能使其在工业的各个领域都有广泛的应用。然而在切削加工Inconel 718的过程中,切削力大、切削温度高和加工硬化严重等问题使工件的质量得不到保障,因此,亟需采用合适的方法研究其切削加工机理,并对其切削加工工艺参数进行优化。本文首先基于不等分剪切区模型,建立了主剪切区速度场、应变场和应变率场模型,采用迭代的方法求解了模型中的剪切角这一关键参数,并进一步研究了切削参数对这些场变量的影响规律。然而,通过解析法获得的金属切削变形过程中的物理量非常有限。为了解决这一问题,基于Deform仿真平台和金属切削物理仿真建模的关键技术建立了镍基高温合金Inconel 718的二维正交切削模型和三维实时车削模型。基于二维正交切削物理仿真模型对Inconel 718的切削过程完成了以下三方面的研究工作：一,对锯齿状切屑的形成过程进行了仿真,通过实验数据对比分析了仿真结果的正确性,以切削温度、应变、应变率和应力这些物理量对锯齿状切屑的形成机理进行了研究,并基于切削力研究了锯齿状切屑的形成对切削过程的影响；二,以最低切削温度和最低刀具应力为目标,对刀具前角和切削刃钝圆半径进行了优化,以期为刀具的优选提供初步的参考；三,对残余应力的形成过程进行了仿真,通过实验数据验证了其结果的正确性,并在此基础上研究了切削参数对残余应力的影响规律。基于三维车削物理仿真数据,采用曲面响应法建立了车削镍基高温合金Inconel 718’时切削力和切削温度的预测模型,分别研究了这两个物理量与切削速度、进给量和背吃刀量之间的响应关系,并进行现场车削实验验证了模型的正确性。借助Pareto最优解集思想,以最小切削力、最小切削温度、最大材料去除率、最长刀具寿命和最小表面粗糙度为目标,以主轴转速、进给量、背吃刀量和机床功率等为约束条件,建立了镍基高温合金Inconel 718车削加工工艺参数的多目标优化模型,并基于多目标遗传算法和MATLAB计算平台对模型进行了求解,进而得到了优化的工艺参数,最后采用仿真法验证了优化结果的正确性。本文的研究不仅进一步明确了镍基高温合金Inconel 718的切削加工机理,更为车削加工该材料时刀具的选取和工艺参数的制定提供了定量参考,具有很强的实用价值。