镍基高温合金GH4169能在高温氧化气氛下和燃气腐蚀条件下工作,被广泛应用于航空、航天领域,但其切削加工性能较差,是目前典型的难加工材料之一。在镍基高温合金的切削过程中,较大的塑性变形和较高的切削温度,使切屑易发生塑性侧流并在切屑的两侧形成高硬度毛刺,这些毛刺对刀具磨损有较大的影响；同时切削镍基高温合金时产生的锯齿形切屑易引发刀具系统振动而影响刀具寿命。因此,有必要对镍基高温合金切削过程中切屑形态及其形成机理和刀具磨损进行研究。鉴于此,本文主要从以下几个方面进行了试验研究和分析。首先,采用PCBN刀具对镍基高温合金进行直角自由切削,通过对切削过程中切削力的测量与分析得出：切削力随切削速度的提高先增大后减小,而随进给量的增大逐渐增加。同时进一步重点对切屑侧流的影响因素进行了分析和研究,通过测量、对比切屑宽度和观察切屑形貌得出：随着进给量、刀具后刀面磨损量及刀具负倒棱前角的增大,切屑宽度不断增加,切屑两侧毛刺更加明显,切屑侧流现象越来越严重；随着切削速度的增大,侧流现象逐渐减弱,当速度增加到62.4m/min时,切屑侧流现象基本达到稳态；刀具材质和钝圆半径对切屑侧流几乎没有影响。其次,对镍基高温合金切削加工中锯齿形切屑的演变过程进行了研究,利用金相显微镜观察切屑微观形态发现：在一定速度范围内,随着切削速度的增加,切屑形态分别经历了带状切屑、临界锯齿形切屑和锯齿形切屑三个过程；随着进给量和背吃刀量的增加,切屑锯齿化程度加剧。通过分析认为绝热剪切现象是镍基高温合金切削过程中锯齿形切屑产生的原因。最后,通过PCBN刀具切削镍基高温合金刀具寿命对比试验得出：低速下(v=33.8m/min)刀具寿命约是高速下(v=121.7m/min)的4倍左右；相同切削条件下,不同PCBN刀具材质中DBW85的刀具寿命最长,并且当刀具负倒棱前角选为-28°(倒棱宽度为O.1mm)时,刀具磨损量最小；采用DBW85湿切镍基高温合金比干切状态下刀具寿命大约可以提高2倍左右。通过观察刀具磨损形貌看出刀具的磨损形态有前、后刀面磨损、沟槽磨损和刀具破损,其中沟槽磨损最为显著。利用扫描电镜(EMS)和X射线能谱分析得出刀具的磨损原因为磨粒磨损、粘结磨损、扩散磨损和氧化相变磨损；高速时氧化磨损比低速时严重；不同切削条件下,各磨损原因均存在,且彼此之间相互影响、相互作用。