如何减少资源消耗、减少环境污染是制造业面临的重大课题，切削加工作为制造业的重要组成部分也同样面临严峻挑战。在此背景下，能够更加合理利用制造资源、减少污染的“绿色切削”技术成为制造领域的研究热点。风冷却切削是不使用切削液而采用低温冷风对切削区进行冷却和润滑的一种切削方式，它符合低碳、环保的要求，是绿色切削技术实施的具体体现，论文采用风冷却的切削方式，对PCBN刀具硬态高速精密切削淬硬钢GCr15的切削过程展开研究，此研究为风冷却切削的理论发展和应用范围的扩大提供了支持。　　 涡流管是一种结构简单、操作简便的制冷设备，具有体积小、无运动部件、运行稳定、适应性强等特点。实验使用涡流管作为冷风发生装置建立了风冷却切削系统，并使用测力仪和红外热像仪测量切削力及切削温度。论文结合涡流管的制冷原理，基于流体力学中湍流和射流的特性以及射流速度分布函数，建立冷风射流结构与射流截面速度分析数学模型。利用FLUENT软件对冷风射流的温度分布进行模拟，研究得到淬硬钢硬态切削过程中冷风的最佳吹拂距离及角度。在风冷却切削与干切削的对比实验中，系统地研究了风冷却切削对切屑形状、切削力、切削温度和工件已加工表面质量的影响，揭示风冷却切削参数与工件已加工表面质量之间的关系，探讨风冷却切削条件对淬硬钢硬态切削过程的影响。研究制定可用于生产实践的切削参数和风冷却切削工艺规范。　　 针对冷风具有较强的对流换热能力的特点，从传热学的角度量化分析冷风的冷却作用。对切削过程中的三个变形区，采用移动热源法，建立风冷硬态切削温度场模型，使用FLUENT软件分别对干切削自然对流时切削温度场的分布和风冷却切削冷风强制对流时温度场的分布进行模拟分析，全面研究冷风对切削过程的影响。　　 使用有限元分析软件建立动态非线性的风冷却切削模型和干切削切削模型，对风冷却切削和干切削过程进行了仿真，通过对加工过程中冷风的降温作用、锯齿形切屑的形成过程、加工过程中温度场和应力场的分布、工件已加工表面质量和PCBN刀片的磨损机理等方面的对比研究，全面分析了风冷却切削条件下GCr15的切削机理。通过与实验结果作对比，验证仿真模型，风冷却硬态高速切削的仿真研究拓展了有限元理论的应用范围，也为进一步的研究工作打好基础。