钛合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀、热强性好、无磁以及生物相容性好等优良性能,广泛应用于航空航天、舰船、冶金、化工及生物医疗等领域。但由于钛合金导热系数低、化学活性强、弹性模量小等特点,导致其切削温度高、刀具磨损严重,难以实现高效超精密切削加工。因此,解决钛合金的超精密加工技术难题对发展我国航空航天事业具有重要的理论意义和实用价值。本文针对目前钛合金超精密切削加工中存在的问题,开展在纳米流体微量润滑条件下钛合金单晶金刚石刀具切削技术研究,探究减少切削温度、抑制刀具磨损的技术措施,以提高钛合金的加工表面质量。纳米粒子的性能是影响纳米流体冷却润滑效果的主要因素之一。为确定纳米粒子的种类、以及为纳米流体的制备提供理论依据,本文进行了纳米粒子性能对钛合金单晶金刚石切削刀具磨损影响机制的热力学分析。通过钛合金和单晶金刚石的热腐蚀实验,研究了金刚石碳原子在不同种类纳米粒子环境下发生石墨化转变的起始温度、金刚石晶体和纳米粒子中的碳原子向钛合金材料中的扩散规律以及所发生的化学反应的类型和条件,揭示了纳米粒子对抑制切削钛合金时单晶金刚石刀具磨损的机制。为研究纳米流体性能及冷却润滑参数和刀具参数对钛合金金刚石切削温度的影响,本文基于欧拉-拉格朗日耦合(Coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)方法建立了钛合金单晶金刚石流固耦合切削仿真模型,进行了不同纳米流体冷却润滑条件下的钛合金单晶金刚石切削过程仿真分析,获得了微量润滑参数及刀具参数对切削温度的影响规律,为后续刀具磨损及加工表面质量的工艺实验研究中冷却润滑参数及刀具参数的选择提供了依据。为研究纳米流体微量润滑条件对钛合金单晶金刚石切削刀具磨损的影响规律,本文进行了纳米流体微量润滑条件下钛合金单晶金刚石刀具车削实验。基于金刚石刀具磨损区微观形貌和切屑组分的检测结果,研究了钛合金切削中金刚石刀具的磨损机理,并验证纳米粒子性能对钛合金单晶金刚石切削刀具磨损影响机制的热力学分析结果;进行了纳米流体微量润滑条件对钛合金单晶金刚石切削加工表面粗糙度影响的实验研究,获得了纳米流体微量润滑最佳参数组合。上述研究结果为实现钛合金超精密切削加工提供了工艺技术支持。