目前，PCBN刀具被广泛应用于淬硬钢类零件的精加工，但由于受定值倒棱窄圆弧刃影响，其使用过程中切削力大、排屑不顺畅和刀具磨损严重，致使加工表面完整性不可控。因此，为了提高刀具使用寿命和加工表面质量，本文对定值倒棱窄圆弧刃进行了刃口强化处理，研究了渐变倒棱PCBN刀具的设计与制备，并对其切削性能进行了详细分析。　　首先，研究了渐变倒棱强化PCBN刀具的设计方法与制备工艺。针对排屑散热、降低切削阻力、提高刀具寿命等问题，提出了刀尖刃口处的渐变倒棱强化处理方法，确定刀具设计规格和制备工艺参数，并对刀具制备精度进行了检测。　　其次，采用渐变倒棱和定值倒棱PCBN刀具进行切削力和切屑形态的对比研究。渐变倒棱强化刀具能够进一步降低切削力，从而减小切削振动，各向切削力平均降低20％以上；切屑毛刺密度和长度均小于定值倒棱刀具，且切屑锯齿节距和锯齿化程度相对较小，能够提高加工表面质量的同时减轻毛刺对刀具磨损的影响。　　然后，从加工表面完整性角度进一步考查刀具的切削效果。在表面形貌方面，该刀具的加工表面三维形貌优于定值倒棱刀具，其加工表面具有更优异的承载和耐磨能力；在表层微观结构方面，渐变倒棱强化刀具加工表面变质层厚度较小且更加均匀，其加工表面硬化程度低于定值倒棱刀具，进一步说明渐变倒棱刀具的加工表面完整性更可控。　　最后，研究了刀具的磨损形态、磨损机理和刀具磨损对切削力的影响。结果发现强化刃刀具的月牙洼磨损偏离了切削刃，并且随着切削的进行，月牙洼磨损往前刀面的扩展趋势大于定值倒棱刀具，这有利于提高刀具使用寿命。切削速度和后刀面磨损量较低时，刀具以磨粒磨损为主，在高速切削和刀具严重磨损后，以氧化、扩散等多种磨损机制相互作用。