镍基高温合金GH4169因具有优良的热稳定性、出色的耐疲劳、耐腐蚀和耐氧化性能,广泛用于航空航天、电力等众多领域。但是GH4169的导热性差、晶体结构复杂的特点使得切削过程中的刀-屑界面温度高,产生的切削力大且波动大,已加工表面产生过大的残余变形。现有的传统均质模型都是基于均质宏观角度分析,并不能很好解释晶粒尺寸与晶界在切削过程中对位错滑移的阻碍作用,以及裂纹的萌生与扩展、残余应力的分布规律等。因此,本文基于创建的含晶界多晶体模型研究了高速切削GH4169的切削机理。通过分离式霍普金森压杆实验（SHPB）,研究了GH4169在高应变率和高温情况下热变形行为,分析了温度与应变率对材料流动应力影响。根据不同晶粒尺寸的大小和含有′/′′相对位错塞积的影响,将位错塞积理论引入到传统JC本构模型中,在有限元切削建模与仿真过程中,可很好的表征晶粒尺寸的特征参量和解释晶粒尺寸效应。通过仿真与实验结果对比,并基于相关性分析与误差分析,修正后本构模型的仿真值与实验值的相关性为R=0.97981,平均相对误差仅为3.72%,所改进的本构模型可以准确的预测GH4169在高应变率、高温情况下的流动应力情况。开展了从微观角度深入研究GH4169切削变形的机理。用爆炸式快速落刀手段,提取切屑根金相标本,并通过改变不同的切削参数对GH4169进行高速切削实验,获取切削过程的切削力与温度等实验数据。针对ABAQUS进行二次开发编写VUMAT子程序对晶界引入几何必须位错,建立了多晶体二维切削仿真模型,并模拟分析了切屑的形成过程,结合实验结果的对比与分析,进一步揭示了切削过程中切削力、切削温度、几何必须位错等因素对切削变形机理与材料去除机制的影响。研究了多晶体材料的微观组织结构对切削过程具有一定影响,包括晶粒大小、位错密度、晶界对切削力、切削温度、以及残余应力的影响规律。重点分析了高温、高应变率切削条析下产生残余应力的情况。通过建立分离式GH4169多晶体切削模型深入研究了已加工表面残余应力形成机理与分布规律,并得到晶粒尺寸与切削参数对残余应力的影响。为优化切削参数、提高加工表面质量提供了理论依据和参考。