钛合金因其具有导热系数低、强度高、密度小等特点而被广泛应用到航空航天关键零部件制造领域。目前关于钛合金高速切削过程中切屑形成的有限元模拟研究所用的断裂损伤模型大多基于材料的各向同性假设,未考虑材料由于经过预拉伸、轧制等工艺所产生的各向异性特征,难以准确反映切削过程中切屑的形成过程,制约了材料断裂损伤模型预测分析和高速切削模拟仿真精度的发展。论文以航空钛合金Ti-6Al-4V预拉伸板材为研究对象,沿着板材0°(RD)、30°、45°、60°和90°(TD)进行多角度取样,以此表征材料的各向异性特征;通过对不同取向下的试样进行动态拉伸实验,分析取向及应变率对力学性能的影响规律,并从微观角度(金相组织、断口形貌)对该规律进行分析;同时进行准静态拉伸实验,结合动态拉伸实验,获取构建断裂损伤模型的基础数据,引入方向角度函数,建立考虑取向影响的J-C断裂损伤模型,并通过动态拉伸实验验证模型的准确性。基于上述模型,借助有限元软件Third Wave AdvantEdge,建立高速正交切削有限元模型,进行不同取向及切削速度下的切削加工和切屑形成过程模拟,引入锯齿化程度和锯齿化频率参数用以表征切屑演化过程和切屑形态,研究材料取向、切削速度对切屑形成过程及切屑形态的影响规律。借助YCM-V116B立式加工中心进行不同取向及切削速度下的高速正交切削实验,应用光学显微镜(OM)等微观手段对得到的切屑样本进行观察与分析,揭示不同取向及切削速度下的钛合金Ti-6Al-4V的切屑形成机理,得到不同取向下切屑由锯齿状转变为碎断状的临界切削速度,建立包含各向异性特征的材料力学性能与切屑形成之间映射关系;以锯齿化程度和锯齿化频率参数为评价指标,将实验与模拟结果对比分析,验证了所构建的高速正交切削有限元模型的准确性;综合实验和模拟的结果分析,研究了取向和切削速度对切屑形成及切屑形态演化规律的影响,预测了切屑形态及形成过程,实现切屑形态的主动控制。