航空工业是国家战略性产业,2015年国家提出中国制造2025计划,航空工业就是十大产业之一。航空工业主要核心是航空发动机生产与制造。航空发动机许多合金零部件都采用镍基高温合金材料加工而成。然而镍基高温合金属于典型的难加工材料在加工时存在加工效率低、刀具寿命短和加工成本高等因素,很大程度上制约着航空工业的发展。本文研究在常温工况下使用汽雾冷却方式切削GH4169镍基高温合金,以改善刀具切削性能,从而降低切削热、延长刀具寿命、提高已加工表面质量。具体研究内容如下:首先,根据汽雾冷却原理采用UG三维软件建立汽雾冷却三维模型,使用ANSYS-ICEM流体软件划分所建立的三维模型进行的网格,然后按照实际工况使用ANSYS-Fluent流体求解器软件进行汽雾冷却过程中热交换温度场、速度场等物理场的模拟分析,采取切屑附近温度求解汽雾冷却系数,并将此参数带入到Deform-3D中进行切削有限元仿真模拟。其次,使用Deform仿真软件进行切削过程模拟,设计改变切削三要素(切削速度、进给量、切削深度)的单因素试验,分析在添加汽雾参数和干切削时刀尖区域温度分布及变化规律,切削三要素对刀尖温度和切屑的影响,研究切削三要素对切削力的影响。再次,通过设计陶瓷刀片的单因素试验,研究切削参数对切削力、已加工表面质量和切屑形状的影响;通过正交试验求得最优切削参数并分析切削参数影响切削力和已加工表面质量的主次;通过阶梯车削试验推断出寿命公式并绘制刀片寿命曲线图;分析有限元仿真误差和陶瓷刀片的试验误差,验证有限元仿真模型的正确性。最后,研究不同刀尖圆弧半径的硬质合金刀片,对切削力、已加工表面质量的影响,优选出最优切削参数;对比研究了在汽雾冷却下和干切削下刀具寿命曲线;通过对比干切削和汽雾冷却切削的刀片能谱分析,探索GH4169汽雾冷却条件下在刀片扩散的情况;还研究刀片材料对切削参数的选定、切削力、已加工表面质量、刀具磨损形式、切屑形状的影响。本文旨在常温工况下使用汽雾冷却安全、高效切削高温合金,为汽雾冷却技术在工厂大规模推广提供理论依据。