在金属切削加工中,切削力、切削温度是反映切削过程的主要指标,通过对切削力、切削温度的研究可提高加工效率和质量,促进国家经济发展。特别是,许多学者对切削力和切削温度的预报作了大量的理论研究工作。但由于影响切削力和切削温度的实际因素众多,切削的过程十分复杂,给建立切削力和切削温度理论模型带来很大的困难。以往的模型大多建立在速度较低的情况下,随着高速切削技术的发展和引起各国的重视,高速切削条件下的力和温度成为各国重点研究的对象。端铣是一种基本的切削加工方式,本课题重点研究端铣时的切削力和切削温度。论文选择铣削中常用的端铣刀,通过解析法和对高速切削过程力学分析,将高速切削时具备的因素引入到端铣中,建立了适合高速加工时的端铣切削力模型。由于模型考虑了低速加工时没有的因素,可作为计算高速端铣切削力的理论依据。建立端铣切削区温度场的传热模型。利用热源法对剪切热源和刀/屑摩擦热源产生的温度场进行理论计算,得出剪切热源产生的工件和切屑的温度场分布方程和刀/屑摩擦热源产生的刀具和切屑的温度场分布方程;并得出了二者共同作用下刀具和切屑的温度场分布方程,进而将此方程引入到端铣中得到端铣切削温度场模型。由于热源法可得出最简单形式的解答,计算结果和实际结果比较接近,因此得出的端铣切削温度场模型可作为计算端铣切削温度的理论依据。应用弹塑性力学讨论了切削变形区的弹、塑性阶段的应力、应变状态和材料进入塑性状态的屈服准则、强化准则及应力与应变的关系。为有限元分析做了充分准备。采用有限元软件ANSYS对金属切削过程进行了仿真,对应力、应变及前刀面摩擦状况等仿真结果进行了分析并将仿真结果与金属切削中的规律进行比较。证明仿真结果符合金属切削中某些规律,具有可信性。