静电冷却干式切削是一种将压缩空气离子化、臭氧化，在切削区形成特殊环境，从而达到冷却效果的干式切削方法。目前国内对此项技术的研究还很少，因此，对静电冷却干式切削的原理进行分析，并设计制造静电冷却干式切削装置是很必要的。钛合金BT20是俄罗斯研制开发的一种重要结构材料，其主要特点是密度小、强度高，是一种近似α相钛合金。由于在传统的钛合金加工中，集中反应为切削速度低、刀具耐用度差，导致加工效率低。针对上述问题，研究了静电冷却车削钛合金BT20的方法。 在充分研究干式切削的实施条件、关键技术、钛合金BT20的加工特性及汤森气体放电理论的基础上，重点研究和设计了一套静电冷却干式切削装置，其主要装置有：静电场装置、空气压缩装置、供电电源装置，并选取了最优静电参数、适合的刀具材料、优化的刀具结构和机床结构。利用此装置对钛合金BT20进行车削试验，试验表明：静电冷却干式切削可达到常规切削的加工工效，且从源头上解决了切削液带来的弊端，是一种很有发展前途的绿色加工工艺。最后，为了更好的应用此技术，对试验结果进行分析，主要包括：设计参数、刀具磨损、切屑形态、刀具耐用度，以及各切削参数对加工效果的影响。 本论文借助了Visual C++软件对静电冷却干式切削装置性能影响大的静电场装置和机床主轴两个主要部件进行了优化设计。其中这种利用计算机做辅助设计和分析对主轴的优化方法，可以应用于其他类型机床主轴的设计和分析中。