高速切削加工可大幅提高生产效率,降低加工成本,切削过程中切削力小,工件温度低,工件的内应力和热变形小,能提高加工精度和表面质量,可以加工淬硬钢等难加工材料。高速切削加工作为先进制造技术之一,已应用于航空航天、汽车、模具等加工领域。淬硬钢是一种典型的难加工材料,硬度和强度很高,广泛应用于对硬度和耐磨性要求高的零件,加工时的单位切削力大,对刀具冲击大,切削温度高。实验研究对硬件的要求比较高,成本高,效率低,容易受到环境的影响。随着有限元技术的发展,采用计算机模拟仿真来分析金属切削过程越来越普遍。本文应用有限元软件ABAQUS,采用Johnson-Cook材料模型建立了简化的二维正交切削模型,模拟了高速切削淬硬钢时锯齿状切屑的形成过程。通过仿真得到的切屑形状及切削力与实验结果的对比,验证了模型的正确性。分析对比了硬质合金刀具、涂层刀具和PCBN刀具在高速切削状态下的切削力和切削温度,得到PCBN刀具最合适淬硬45钢的切削加工。在以上研究基础上,仿真模拟了PCBN刀具在不同切削参数和刀具参数条件下,高速切削淬硬45钢的过程,分析了切削参数和刀具参数对切削力和切削温度等的影响规律。研究表明：切削深度增加,切削力和刀具最大等效应力增大很多,所以切削深度不易过大,取0.2mm较为合适；刀具前角对切削力和切削温度的影响比较大,取-4°较为合适；切削速度提高且切削力、刀具最大等效应力、切削温度增大不多,可采用高的切削速度。