镍基高温合金具有较高的高温强度、组织稳定性、抗氧化性和耐腐蚀性等优良性能,在航天航空业发动机等关键组件中被大量使用。在镍基高温合金加工过程中,切削力大,切削温度高,刀具磨损严重。常规冷却液的冷却效果在其加工过程中,随着切削温度的升高会减弱。因此为了改善镍基高温合金的难加工性,延长刀具使用寿命,提高生产效率,以液氮作为冷却液的深冷加工得到了广泛使用。但是关于深冷加工对表面完整性的影响机理和规律的研究还是比较少,为此,本文围绕高温合金深冷加工表面完整性开展研究,主要研究内容包括:通过对比分析镍基高温合金和45钢在深冷加工和干切削过程中的切削力和切削温度,研究深冷加工对机械载荷和热载荷的影响。分析切削参数如切削速度,进给和切深,对于深冷加工冷却效果的影响。最后结合材料屈服应力的热软化规律与有限元仿真解释深冷加工对于机械载荷的影响。从物理层面分析深冷加工残余应力的形成机理,定量分析并建模热载荷对残余应力的影响,通过有限元法和移动热源法预测在镍基高温合金深冷加工和干切削中表面残余应力的差值。通过检测深冷加工和干切削下零件表面残余应力,对前面提出的深冷加工零件表面残余应力模型进行验证。分析不同切削参数下深冷加工对镍基高温合金表层/亚表层残余应力的影响;通过全因子正交车削,研究深冷加工液氮不同喷射冷却位置对表面残余应力的影响。