高速铣削加工以高效率、高精度和高表面质量为基本特征,广泛应用于航空、航天、汽车、模具等机械制造领域。存在于切削区域的较高压力和温度,对高速铣刀的综合性能有重要的影响。高速铣削物理场的有限元分析可以仿真切削过程中的切削力和切削热等物理特征,获取通过实验难以得到的高速切削特征数据。已有的研究成果大多采用单物理场分析来解决某项特定问题,忽略了各物理场之间的相互作用,尚存在不足。本文以高速切削技术的研究成果为基础,采用有限元法对高速铣刀的多物理场交互作用下的高速铣刀进行分析,并对高速铣刀的综合性能进行了研究。在高速铣削过程分析的基础上,研究了高速铣刀切削性能的主要影响因素和高速铣刀的典型结构,建立了有限元模型,提出了基于均匀试验设计的铣刀综合性能分析方法,构建了多元线性回归性能评价基本模型。通过对高速铣刀的应力场、模态、温度场分析,建立了高速铣刀变形和固有特性回归模型,铣刀的转速和材料属性是铣刀的变形和固有特性的主要影响因素;通过温度场分析,研究了其受热载荷,获得了铣刀转速对铣刀片温度场的影响规律;以温度和应力耦合作用下的高速铣刀为研究对象,提出了顺序耦合分析流程,建立了耦合场边界条件与载荷,获得了铣刀的材料属性、转速和单位切削力对高转速下热-力耦合场的分布规律,为刀具设计和性能评价提供了依据。针对上述物理场分析结果,依据铣刀的安全性标准建立了铣刀的安全性判据;依据强度理论,建立了铣刀的临界安全转速判据;依据彭恒武判别法建立了铣刀的安全性、固有特性判据;采用模糊评判的方法对铣刀的耦合场进行综合评价,并通过实验对耦合场模型和评判结果进行验证。