AISI304不锈钢因在高温腐蚀的环境下依然具有优良的综合性能而广泛应用于航空、船舶、医疗等高技术领域,具有广阔的科研空间和应用前景。AISI304不锈钢的低导热性、高塑性和高加工硬化倾向的特点使它在切削加工过程中具有切削力大、表面质量难以控制,导致刀具磨损加剧、粘屑、耐用度降低,属于难加工材料。针对以上问题,采用内冷铣削是改善加工效果的一种有效途径,通过高速内冷铣削试验和有限元仿真试验,分析铣削温度和铣削力变化规律,观察立铣刀磨损形貌揭示高速内冷铣削刀具磨损机理,为减少刀具磨损、改善加工质量和提高加工效率提供理想方案。依据试验铣削环境建立高速内冷铣削三维模型,对高速内冷铣削AISI304不锈钢进行有限元仿真,并对该模型进行试验验证,采用正交试验法分析了不同铣削参数下对铣削温度的影响,观察分析了主切削刃铣削温度分布。试验最高温度为396℃,仿真最高温度为355℃,仿真温度与试验温度变化趋势基本一致;对铣削温度的影响是转速>每齿进给量>铣削深度;切削区最高温度出现在刀尖附近,周刃的温度变化趋势较底刃缓慢,仿真结果为铣刀表面发生磨损提供了依据。通过高速内冷铣削AISI304不锈钢铣削力测定试验,设计了单因素试验和响应曲面中心复合试验,直观分析了单因素和交互因素对铣削力分量的影响规律;基于响应曲面法建立高速内冷铣削力分量预测模型,从理论和试验的角度评价了预测模型的精密度和可靠性,并对铣削参数进行优化。对铣削力分量的影响是铣削深度>转速>进给量,铣削深度与转速的交互作用对进给力和径向力的影响显著;进给力和径向力的预测值与试验值的误差分别为4.77%和6.16%。以铣削力分量最小为优化目标,获得一组最优铣削参数:转速11643.63 r/min,铣削深1 mm,进给量0.08mm/r。分析了高速内冷铣削的刀具磨损形式和不同铣削环境下刀具磨损过程铣削力演变,观察了高速内冷铣削环境下切削刃的磨损形貌,揭示了该条件下的刀具磨损机理。高速内冷铣削刀具的磨损形式主要是前后刀面磨损、切削刃磨损、刀尖磨损。刀具的磨损机理如机械磨损、粘结磨损、扩散磨损等是相互作用,由于各因素综合作用造成的,因而刀具磨损形貌也是相互交叉共生的。在内冷却液的作用下,在刀具和工件间形成一层润滑膜,降低了刀屑间的摩擦力,抑制了粘结磨损,大大减少了刀具磨损,提高了刀具使用寿命。