本文在研究了金属切削原理和有限元理论的基础上，借鉴前人在二维切削仿真研究中的成果与结论，选择了基于等效塑性应变的切屑分离准则，建立了有限元分析模型，利用商业化的有限元分析软件进行了求解运算，动态模拟了三维状态的金属切削过程。本文具体研究内容如下： 1、建立了二维切削加工有限元分析模型，进行了仿真实验。对金属切削过程中应力场、应变场的变化及其规律作了定性分析。给出了应力、应变等值线图，观察了切削过程中各主要变形区位置和剪切带形成过程。仿真结果验证了随刀具前角增大，剪切角相应增大。 2、建立了斜角切削加工有限元分析模型，进行了仿真实验。通过提取切屑模型的关键线进行测量，得到了切削过程中切屑流屑角、上卷半径和侧卷半径的数值；验证了流屑角和刀具刃倾角总是近似相等的斯坦布勒实验法则；并实现了利用有限元仿真对切屑形态与受阻运动趋势的预测。 3、建立了三维切削加工有限元分析模型，进行了仿真实验。研究了切削力变化规律和切屑成形过程。仿真得到了不同切削用量下的切削力数值，为切削工艺研究及刀具设计提供了有用数据。通过和切削试验结果进行对比分析，验证了仿真结果的准确性，证明了仿真模型的有效性。 4、为了将该仿真模型应用于刀具断屑槽形的设计与优化，本文通过改变全圆弧槽形刀具几何参数进行了一系列仿真实验，完成了对该种槽形流屑、卷屑性能的定性研究，得到了一些有意义的结论。 5、开发了金属切削过程仿真分析的集成软件。工艺人员通过软件友好的人机界面，可以完成相应条件下的程序编写，计算分析，数据处理及结果演示。软件操作方便，运行可靠。