GH4169由于在高温下仍具有良好的机械性能和抗腐蚀能力，而被我国广泛应用于航空航天、国防军事及核工业等领域，特别是在高温引擎零部件中的应用。但是它的剪切强度高，导热性差，组织结构中含有许多硬质点，切削加工性很差，导致其切削时切削力大、切削温度高、刀具磨损严重。传统的切削加工容易使其加工表面产生残余拉应力，严重影响零件的加工表面质量、疲劳强度和耐腐蚀性能，而采用预应力切削加工能够有效改善加工表面的残余应力状态。本文通过设计制造适合GH4169环件的预应力加载装置，使用离散元模拟与实验相结合的方法，研究了GH4169环件预应力切削加工过程中陶瓷刀具的磨损，对镍基高温合金的加工和应用具有重要的意义。主要研究内容如下：1.阐述了论文的研究背景和意义，总结了高温合金的切削加工、刀具磨损、预应力切削和离散元法应用的研究概况。2.回顾了金属切削加工的相关理论，基于预应力切削原理，设计了环类工件的预应力加载装置，使用Sialon陶瓷刀具对GH4169环件进行了预应力切削实验，研究了预应力和切削用量对切削力的影响，观察了预应力切削条件下陶瓷刀具的磨损形态，并分析了刀具的磨损机理，探讨了刀具后刀面平均磨损VB值随预应力和切削用量的变化趋势。3.介绍了离散元方法及其计算流程，探讨了Sialon陶瓷刀具材料和镍基高温合金GH4169材料的离散元模型的建立过程，并通过调整模型的微观参数和力学模型测试与其实际材料的力学性能进行了匹配；考虑切削温度对刀具磨损的影响，基于周期性边界条件，建立了描述切削过程中陶瓷刀具与切屑摩擦磨损行为的离散元模型。4.模拟分析了陶瓷刀具在切削时的材料磨损、损伤积累和局部剥落的演化过程；并通过单因素离散元模拟，研究了预应力切削条件下，刀具的微裂纹、剥落、脱落颗粒、磨损率和刀具磨损VB值及NB值随预应力、切削速度和进给量的变化规律，验证了离散元法模拟刀具磨损的有效性和可行性。5.对本文的研究工作进行了总结，并对进一步研究进行了展望。