机械加工行业对刀具设计和制造的要求越来越高,研究如何改良设计刀具的方法和提高刀具的生产效率,对整个机械加工行业具有举足轻重的意义。淬硬钢在加工制造业界应用广泛,其切削过程中存在着切削力比较大、切削温度极高、刀具易磨损和崩刃和加工质量和精度不易保证等一系列问题,PCBN刀具以一系列优良的物理、化学以及机械性能在淬硬钢切削加工中应用范围不断扩大。本文研究了PCBN刀具切削淬硬钢过程中刀具几何参数和切削参数对切削力、工件表面粗糙度、刀具后刀面磨损、切屑形态、切削温度和残余应力的影响规律,以及改良刀具三维模型的方法,对提高其他刀具机械加工工艺水平、保证生产经济性和加快设计建模速度具有重要的理论指导意义,具体研究内容如下:首先,进行了PCBN刀具切削淬硬钢试验,选取单因素试验研究刀具几何参数和切削参数对切削加工过程中切削力、工件表面粗糙度、刀具后刀面磨损和切屑形态的影响规律;选取正交试验研究不同刀尖圆弧半径和切削参数对切削加工过程中切削力、工件表面粗糙度、刀具后刀面磨损的影响规律,同时为高质量完成实际切削生产提供了指导。其次,进行了PCBN刀具切削淬硬钢的有限元仿真研究,研究了刀具几何参数对切削过程中切削力、切削温度和残余应力的影响规律,验证了参数对试验有重要意义的结论,并为提升生产中高质量加工水平提供了支持。再次,基于GRIP技术的参数化方法确立了PCBN刀具的建模方法,并实现了加工淬硬钢用PCBN车削刀具三维模型的自动快速建立,之后对所建立模型进行了有限元分析,对其他刀具的高效率设计具有参考价值。最后,基于C#和PCBN刀具的建模方法,在Visual Studio软件的平台开发环境中,开发了超硬刀具设计平台,通过在平台界面选择参数,实现了UG建模环境中可执行GRIP程序的自动生成,从而实现刀具三维模型的自动建立,对专用化刀具的设计具有借鉴意义。