金属切削加工是机械制造领域最重要的工艺手段,刀具承担着重要角色。本文以涂层刀具为研究对象,建立了涂层刀具温度场的数学模型,分析比较了几种常见类型涂层材料对刀具温度场的影响,同时分析了涂层厚度对涂层刀具温度场的影响,进而对涂层的隔热作用进行了理论分析与验证,结果对涂层刀具的选择有重要意义。本文采用边界元子域划分法研究了涂层车刀的二维稳态传热问题,将研究对象离散多个独立子域,在每个子域上建立边界元离散方程,通过补充相邻层材料交界面上的温度单值条件和热流连续条件建立补充方程,然后集成各子域的离散方程和界面补充方程从而形成系统方程,采用边界元求解方法获得刀具体内任意点的温度。基于上述理论分析及边界元解析方程,在CompaqVisualFortranVersion6.5环境,应用Fortran语言开发了适用于求解涂层刀具温度场的应用程序包。针对不同涂层材料、涂层结构的涂层刀具,通过仿真计算,获得了涂层刀具涂层-基体界面的温度分布,分析比较了涂层材料、涂层厚度对隔热作用的影响。结果表明当涂层厚度在1～30μm的范围内,TiAlN涂层隔热作用较明显。在涂层厚度、基体材料及温度边界条件相同的情况下,几种常见涂层材料的隔热作用对比结果发现,TiAlN涂层隔热效果最为明显,且界面温度最高点离切削刃最近,TiC/Al₂O₃/TiN、TiC/Ti（C,N）/Al₂O₃/TiN复合涂层材料的隔热效果不如TiAlN涂层明显,TiC、TiN、WC涂层的隔热作用都很小。通过与涂层刀具实际切削效果对比发现仿真结果与实际切削结果比较吻合,表明所建立的涂层刀具温度场边界元模型、解析方法及程序正确,为涂层刀具温度场计算探索出了一条新路。