高温合金因其具有强度高、耐腐蚀、抗氧化等一系列良好性能,广泛应用于航空航天领域。同时高温合金属于难加工材料,加工时容易产生较大切削力和切削热,因此常使用耐高温、高强度的硬质合金刀具进行加工,但仍无法避免刀具磨损严重,加工质量和效率低等问题,这对硬质合金刀具切削刃质量提出了更高要求。刃口形状是切削刃的重要参数,通过钝化工艺可以获得合适的刃口形状,对提高刀具切削性能,延长刀具使用寿命具有重要意义。本文针对高温合金开展了硬质合金铣刀的刃口形状优化研究,通过钝圆半径和形状因子K对切削刃微观几何形状进行表征方法优化,采用软件仿真和切削试验相结合的方法研究刃口形状对高温合金切削性能的影响,并通过正交试验研究钝化工艺参数对刃口形状的影响,从而优化刃口形状。在研究硬质合金切削刃微观几何形状对高温合金切削性能的影响时,为减少实际加工过程中其他影响因素的干扰,提高加工精度和测量精度,本文提出一种侧铣优化加工方法和切削刃定位测量方法。在现有研究的基础上,结合单半径表征法与形状因子表征法的优势,建立基于椭圆的数学模型,将钝圆半径与形状因子K结合起来,提出一种既适用于对称型切削刃又适用于非对称型切削刃的刃口形状表征优化方法。采用Third Wave Advant Edge软件对铣削Inconel 718高温合金过程中的加工参数和刃口形状参数进行仿真分析,研究加工过程中切削力和切削温度的变化规律。结果表明:钝圆半径对径向力和切削温度具有较大影响。通过切削试验分别研究对称型和非对称型切削刃的钝圆半径对切削性能的影响以及形状因子K对非对称型切削刃加工性能的影响。结果表明:随着钝圆半径的增大,铣削过程中切削力呈先减小后增大趋势,切削温度先降低后升高然后趋于平缓。当钝圆半径为5.98μm时,切削力与切削温度均达到最低。通过对比试验发现非对称刃口钝圆半径对试验结果具有较大影响,当钝圆半径相同时,切削力随形状因子K的增大而增大,切削温度在形状因子K=1.5附近时达到最低。通过正交试验研究立式旋转钝化法的工艺参数对硬质合金刀具钝圆半径和形状因子K的影响,建立钝圆半径的预测模型并验证其准确性,同时研究钝化过程中非对称型刃口的钝化机理。结果表明:自转转速和钝化时间分别对底刃和侧刃的钝圆半径影响最大,正反转时间比对形状因子K具有显著影响。试验发现立式旋转钝化机难以产生切削刃形状因子K＜1的刀具并结合钝化机理分析原因。