高强度钢由于较高的承载能力和综合性能而广泛应用于汽车制造、模具及航空航天等领域。高强度钢精密硬态切削工艺具有良好的加工柔性、经济性和环保性，是一种有广阔发展空间的先进加工工艺。高强钢硬态切削过程会在已加工表面和亚表面造成显著的淬火效应，淬火效应的体现指标就是已加工表面形成了变质层，变质层会对工件的使用性能产生较大的影响，因此研究变质层就显得很重要了。针对已加工表面形成的变质层，本文结合材料学科相关知识，利用PCBN刀具切削加工模具钢Cr12MoV进行切削实验，深入研究模具钢Cr12MoV已加工表面形成的变质层。首先，分析不同热处理方式下的Cr12MoV材料的金相组织结构，确定不同热处理方式下的金相组织结构，然后结合仿真模拟机械加工过程的温升过程，分析温升速率对相变点的影响情况；其次，以PCBN刀具加工Cr12MoV模具钢实验为基础，通过测量已加工表面的显微硬度及表面硬度，以白层的厚度及其连续性和变质层的厚度为考察指标，分析切削条件对变质层形成的影响；再次，从研究热力耦合作用出发，结合材料学相关知识，并且建立衍射曲线峰值和硬度的关系曲线，以此为依据将机械加工中的热力耦合作用进行分离；最后，通过MATLAB数值仿真软件同时结合移动热源的改进模型对Cr12MoV已加工表面温度场分布进行研究，并且根据相变点理论提出一种变质层厚度预测的新方法，然后对已加工表面变质层厚度进行了工艺参数的优化，初步实现淬火效应的可控化。