硬态切削是指把淬硬钢的切削加工作为半精加工或精加工的工艺方法。这种工艺方法可改变传统切削—淬硬—磨削制造工序,能有效地提高生产率、降低能量消耗及提高加工零件的疲劳强度。硬态干式切削技术还是一种有利于环境保护的清洁生产工艺和绿色制造技术。有限元分析法是工程实际中强有力的数值分析方法之一,与试验研究相比,它具有节省时间,节省人力财力等优点。本文以有限元理论为基础,针对硬态切削的特点,建立了硬态切削的有限元模型。对于切削过程的有限元模拟分析,正确的简化模型不仅可以提高计算结果的精度,并且可以大大的减少计算的时间。本文采用平面应变问题来处理二维硬态切削问题,极大的简化了模型;通过把材料的机械物理性能看成温度的函数来模拟材料的非线性问题;采用网格重划分来解决接触穿透问题,模拟切屑的形成;为了处理硬态切削过程中的几何非线性问题,采用了更新的Lagrange 格式的增量有限元法;编制用户子程序来实现有限元模型网格的局部细分,即保证了计算的精度,又节省了计算的资源;根据硬态切削的特点,采用修正的库仑摩擦模型来模拟硬态切削过程中的摩擦问题。这些建模方法对于研究硬态切削的机理有着重要的参考价值。有限元模拟分析得到了硬态切削过程的应力分布、温度分布以及切屑的形成过程,通过对剪切区的测量得到了剪切角的大小。对不同速度、不同切削厚度的硬态切削过程进行了模拟分析,结果表明:随着切削速度的增大,切削的最高温度值增大,当切削速度大于220m/min 时,由于金属的软化效应,温度升高趋势随速度的增加而变缓;随着切削厚度的增大,切削的最高温度值增大,并且切削厚度对温度的影响没有切削速度的影响大。在相同的切削条件下,负倒棱切削的温度大于圆弧刃切削的温度,因此用圆弧刃代替负倒棱切削,可以改善刀具上的温度分布情况。本文模拟方法可以部分的取代实验研究,拓展了有限元理论的应用范围,促进了硬态切削机理的研究。