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在金属切削中，切削过程具有高温高热、高应力应变和摩擦剧烈等特点，刀具前刀面切削刃近域的工作环境恶劣，容易出现磨损、破裂甚至崩刃等情况，对刀具耐用度具有重要影响，同时刀具前刀面切削刃近域的形貌也直接影响着切削工件表面质量。石油管材40CrMnMo属于难加工材料，本文以加工该材料专用硬质合金涂层车刀的微槽车刀（简称“原微槽车刀”）为对象，以降低切削温度，提高刀具寿命为目的，开展微槽槽形结构二次设计及其相关研究。 首先，基于原微槽二次设计了MST-θ和MCT-θ两种微槽结构，利用NX10.0造型平台对不同微槽槽后部和前刀面不同连接方式、微槽后翘夹角变化等进行实体建模，将其导入Deform-3D切削仿真平台进行仿真分析，获取稳态温度场，提取高温区温度场数据，研究不同结构参数对切削温度的影响，优选出了降温效果优良的MST-65结构；其次，基于MST-65结构，对切削刃和微槽的连接圆弧半径进行优选，优选出圆弧半径为0.07mm的MSTr-65结构，进一步降低了切削温度，降温幅度达15.7%；最后，以最大等效应力为评价指标，利用有限元ANSYS Workbench进行热力耦合分析，对MSTr-65进行强度承载校核，表明其最大等效应力远低于刀具材料的抗压强度，表明该结构满足设计要求。 采用与原车刀对比研究的方法，设计正交切削实验，仿真研究工艺参数对MSTr-65微槽车刀的切削力、切削温度、磨损量和切屑形态的影响，研究表明：MSTr-65微槽车刀较原微槽车刀Fc、Ff有较大幅度降低，Fp有一定幅度增加；MSTr-65微槽车刀前刀面整体温度降低，较原微槽车刀降幅达15.23%；新结构微槽增大了磨损面积，主要磨损范围明显小于原微槽车刀，最大磨损量小于原微槽车刀；微槽结构改变了刀具与切屑的相互作用，新微槽刀具更容易产生较大抗力以产生较大应变，导致切屑折断。 根据正交仿真实验的数据，应用MATLAB工具和BP神经网络权重偏置数学模型，建立切削速度、进给量、背吃刀量为输入层，以切削温度、切削力为输出层的BP神经网络模型，进行迭代训练，所建立的切削力和切削温度的BP预测模型具有良好的预测可靠性，可用于切削力和切削温度的预报，对于MSTr-65刀具的切削用量选取也具有实际指导作用。