高温合金GH4169是典型的难加工材料,改善其切削加工性、提高表面加工质量是降低其应用成本,提高工件服役能力的重要途径。本文研究了面铣加工GH4169时的刀具寿命和刀具失效机理,提出了新的切削加工性评价方法；研究了面铣加工GH4169时的切削参数对加工表面完整性和工件表面三点弯曲疲劳寿命的影响；建立了考虑热力耦合作用的GH4169材料本构模型,进行了有限元切削仿真研究；研究了干切削、湿切削和低温切削GH4169时的刀具寿命、刀具失效机理和加工表面完整性。研究了在较大切削速度范围内铣削高温合金时的刀具寿命和刀具失效机理,提出了切削加工性评价新方法。在高温合金GH4169的铣削加工中,刀具寿命随切削速度的增加而急剧降低。当切削速度较低时,刀具失效形式是后刀面磨损,磨损机理为典型的磨粒磨损。随着切削速度的增加,刀具失效形式转变为刀尖破损。在中等切削速度下,刀具在机械冲击和热冲击共同作用下产生裂纹、导致崩刃。在较高切削速度时,热冲击是刀具产生裂纹、导致崩刃的主要原因。提出了采用刀具寿命对切削速度的敏感系数和刀具失效形式由磨损转变为破损的临界切削速度两个指标评价工件材料切削加工性的新方法。刀具寿命对切削速度敏感系数越大,表明该材料的切削加工性越差；刀具失效形式由磨损转变为破损的临界切削速度越低,表明该材料的切削加工性越差。采用此方法评价了四种高温合金的切削加工性,其切削加工性由难至易排序为GH605< GH4169< GH4033< GH2132。研究了面铣加工GH4169时的切削参数对加工表面完整性和工件表面三点弯曲疲劳寿命的影响。在所选切削参数范围内,切削速度对表面粗糙度影响较小,随着切削速度的增加,表面粗糙度先减小后增大；随着每齿进给量的增加,表面粗糙度增大。工件表面加工硬化层厚度小于20gm,随着切削速度和每齿进给量的增加,工件表面硬度略有增加。加工表面存在残余拉应力,切削速度对残余应力的影响规律不明显,残余拉应力随着每齿进给量的增加而增大。在三点弯曲疲劳寿命实验中,试样发生了多源疲劳断裂,疲劳裂纹萌生于加工表面。在所选切削参数范围内,切削速度对工件表面疲劳寿命的影响较小。每齿进给量对工件表面疲劳寿命的影响较显著,随着每齿进给量的增加,工件表面粗糙度增大,因此表面应力集中系数增大,导致工件表面疲劳寿命降低；加工硬化无明显变化,对加工表面疲劳寿命的影响可以忽略；残余拉应力增大,工件表面疲劳寿命降低,但残余拉应力在疲劳过程中发生了松弛,降低了残余应力对疲劳寿命的影响程度。建立了考虑热力耦合作用的GH4169材料本构模型,并进行了有限元切削仿真研究。通过霍普金森压杆实验,在500-800℃温度范围和5000～11000s-1应变率范围内研究了GH4169的动态力学性能。结果表明,材料动态变形中存在应变率强化效应和应变率软化效应。在不同温度下,应变率强化效应和应变率软化效应的临界温度不同,应变率对力学性能影响的规律性不强。不同应变率对应的温度热软化作用规律保持不变。建立了高温高应变率下的GH4169材料本构模型,通过切削仿真和实验验证,证明了该本构模型的适用性,其仿真精度高于现有模型。采用本文建立的材料本构模型进行了正交车削GH4169仿真,研究了刀具刃口半径对切削力、切削变形区温度场和应变率场的影响。随着刀具刃口半径的增大,刀具对工件材料的剪切去除作用降低,犁耕作用增强,切削力增大；第一变形区和第三变形区在刀具刃口附近扩展,导致温度场中高温区域扩大。研究了干切削、湿切削和低温切削GH4169时的刀具寿命、刀具失效机理和加工表面完整性。在端面车削GH4169中,与干切削相比,湿切削和低温切削能显著提高刀具寿命。干切削和湿切削时刀具失效机理为磨粒磨损和粘结磨损,低温切削时,切屑流向的改变和切屑上毛刺的产生是导致边界磨损的主要原因。在面铣削GH4169中,与干切削相比,湿切削和低温切削能显著提高刀具寿命,湿切削和低温切削抑制了扩散磨损和氧化磨损,但在低温切削时,较大的热冲击仍导致热裂纹。在端面车削GH4169中,与干切削相比,在较低的切削速度下,湿切削和低温切削得到的加工表面粗糙度较大；在较高的切削速度下,湿切削和低温切削得到的加工表面粗糙度较小。在于切削、湿切削和低温切削条件下,工件表面都出现了加工软化现象,低温切削得到的工件表面软化程度低；随着切削速度的增加,工件表面软化程度增强。随着切削速度的增加,干切削的加工表面残余拉应力增大；湿切削的加工表面残余压应力转变为残余拉应力；低温切削的加工表面在较高速度下仍保持残余压应力。