高速切削加工技术作为一项近年来迅速发展起来的先进制造技术,具有传统数控加工不可比拟的优势。这种以铣代磨的新加工方式为更好的解决加工淬硬钢材料加工问题提供了有效的途径,并逐渐成为先进机械制造技术的重要支撑。但因铣削的加工过程比较复杂,仅仅采用原始的方法去研究难加工材料的加工及切削技术很难取得较好的进展。随着计算机性能的提高以及利用计算机对其进行研究的手段增加,使用计算机仿真技术对铣削过程进行模拟与研究就成为了可能。本文选择9CrWMn作为研究对象,以PCBN刀具负倒棱的角度作为研究点进行研究。本文采用模拟仿真与实验相结合的研究方法,从理论和实验方面研究了高速铣削淬硬钢时铣削力、表面粗糙度及切屑随切削参数变化的规律,并确定较优的适宜加工的负倒棱角度。论文的研究内容有以下几方面：1、基于DEFORM-3D软件建立铣削过程有限元仿真模型。本文对切削过程的弹性阶段及塑性阶段进行分析,然后阐述和确定了铣削模型材料的本构模型、材料的分离准则、刀屑间的接触和摩擦特性以及网格重划分等关键问题的解决方案,并详细介绍了切削模拟的步骤。通过Deform-3D软件对铣削过程进行了模拟,分析了切削过程中铣削力的变化。2、设计高速铣削方案,并在HAAS数控机床上进行实验。实验中,选用具有负倒棱角度的PCBN刀具对淬硬后的9CrWMn进行铣削,利用北航测力仪采集切削力信号,然后对其进行处理和分析。根据高速铣削实验所得的数据,与有限元模拟仿真进行对比验证,以证明其合理性。对实验中所加工的工件进行表面粗糙度的测量以及切屑形态的观察,分析切削参数对二者的影响。3、通过模拟仿真弥补实验条件的不足,选择多组负倒棱角度的刀具进行建模仿真,研究切削过程中负倒棱角度对铣削过程刀具应力的影响。通过分析铣削过程中刀具切削力的变化趋势,以期获得较好的适合铣削加工的负倒棱角。