Ti6Al4V钛合金材料属难加工材料，具有不同于普通金属材料优异的特性，广泛应用于船舶、航空、航天和医学等行业。我国是刀具制造和消耗大国，许多刀具已实现了自主生产，但高端刀具，特别是难加工材料切削刀具仍然严重依赖进口，因此难加工材料切削刀具的相关设计方法及其理论研究尤其迫切。本学位论文以Ti6Al4V材料为研究背景，以降低刀具前刀面刀-屑区温度为目标，提出基于前刀面刀屑接触区域温度场的前刀面微坑造型设计新思路并开展研究。　　在分析钛合金材料性质以及国内外刀具前刀面设计方法基础上，以某企业现有市场销售的硬质合金涂层车刀为例，应用 Deform3D仿真分析，研究其前刀面温度场的特征，提取温度场数据信息，建立温度场形状的三维模型，对温度场微坑进行参数化处理，确定温度场微坑形状关键参数为最大深度、微坑总长、最大宽度、最小宽度、距切削刃最小距离。以温度场微坑形状作为前刀面创新设计依据，进行刀具前刀面实体造型，建立仿真研究分析模型，研究微坑参数对切削力、切削温度的影响规律，对切削仿真试验数据进行方差分析表明：微坑形状参数对刀具最高温度的显著性影响大小顺序和对刀具平均削力的显著性影响大小顺序分别为最大深度>微坑总长>最大宽度>最小宽度>距切削刃最小距离、最大深度>微坑总长>最小宽度>最大宽度>距切削刃最小距离。以最小主切削力为目标优选得到的微坑造型设计参数为最大深度h=0.12mm，微坑总长l=2.58mm，最小宽度Wmin=0.35mm，最大宽度Wmax=0.73mm；以最高切削温度最低为优选目标得到的微坑造型设计参数为最大深度h=0.12mm，微坑总长l=2.58mm，最大宽度Wmax=0.73mm，最小宽度Wmin=0.35mm。对优选得到的微坑刀具进行建模，在原刀具推荐使用切削参数下切削仿真，刀具的最高温度由原刀具的719℃降低到优化参数后微坑刀具的569℃，降温幅度约20.86%，幅度明显。　　根据优化得到的微坑参数设计微坑刀具，采用与原刀具相同的基体硬质合金材料、涂层材料和热压制备工艺制备微坑刀具，设计切削正交实验，搭建实验测试平台，采用对比研究的方法，分别研究切削速度、切削深度、进给量三个切削用量对切削力、表面粗超度和切屑形态的影响，比较微坑刀具和原刀具的测试试验结果，发现微坑车刀的平均主切削力较原车刀下降了6.9%，微坑车刀加工表面粗糙度低于原车刀加工表面，降幅达16.2%，切屑形状由原车刀的连续长螺卷型变为微坑车刀的短螺卷型，呈现出良好的断屑特性。用SPSS对数据结果进行多元线性回归，建立了切削力和粗糙度的理论预测模型，微坑刀具三个切削分力预测模型分别为，，；微坑刀具粗糙度预测模型为：，并对所建立的预测模型设计实验进行验证，从实验结果数据分析得到：回归模型建立正确，拟合度好，回归效果显著。分析了切削参数对切削力和表面粗超度的影响规律，发现相对于原刀具，切削用量对微坑刀具三个切削分力和表面粗糙度的影响主次关系不变，影响趋势与原刀具表现好良好的一致性。