金属的切削加工过程是一个非常复杂的动态物理过程,涉及到特定的应变、应变率和温度范围内的材料力学性能。剪切角作为切削过程中非常重要的参量之一不仅影响切削力的大小、刀具和切屑的接触长度,还会影响前刀面上的应力分布,反映切削变形的程度,因此对剪切角的研究是切削加工机理研究的基础。本文以Oxley模型的切削力和切削几何关系为基础,提出了通过计算切削过程中第一切变区、第二切变区的应力和应变,来计算塑性变形功,从而构建了随着切削过程中剪切角的变化,系统总能量变化规律的计算模型。以最小能量原理出发,确定对应切削最低塑性变形功的剪切角为平衡剪切角。同时,在不同的切削条件下,进行45钢的正交切削试验,测得了切削过程中的切削力与切削温度,对试验的切屑进行后处理,测出不同条件下的剪切角及硬度。通过对正交切削试验结果的观察,得到了正交切削过程中切削力、切削温度、剪切角以及硬度在不同的切削条件下的变化规律。在模型的验证中,计算出了未修正的Oxley切削模型中力平衡条件、功率最小条件以及塑性功最小条件下的剪切角,分别与试验测出的剪切角进行对比,得出Oxley切削模型中力平衡条件与塑性功最小求解出的剪切角更接近试验结果,但是仍然有一定的差距。据此,引入初始剪切角的概念。确定了当剪切平面上的剪切应力与剪切屈服强度相等的时候剪切平面开始转动,并计算出了输入模型中的初始剪切角。最后将本文所进行的45钢切削试验中的试验参数输入模型,输出模型计算出的切削力、切削温度以及剪切角,得到了很好的吻合。证明了模型的计算结果更加准确并且更加符合实际的切削过程。