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金属切削加工是制造业中一种应用非常普遍的重要加工工艺。各种精密设备及仪器迅速发展，对其零件质量提出的要求也越来越高，而残余应力和加工硬化已成为严重制约其零件使用性能和寿命的重要因素。因此，研究新型材料刀具切削加工后的工件表面质量，对于优化切削参数和提高工件质量具有非常重要的意义。本文首先基于液相烧结法制备出了新型Ti(C，N)基金属陶瓷材料刀具，并结合试验和计算的方法得出了该材料的性能。其次，建立了不同切削速度和进给量的切削有限元模型，得到了切削速度和进给量对已加工工件表面残余应力和深层残余应力的影响规律，并从机械应力和热应力影响因素的角度综合分析了规律产生的原因。根据实际的车削条件，建立了不同切削速度和进给量的切削有限元模型，得到了切削速度和进给量对已加工工件表面等效应变和应变层深度的影响规律。其次，使用制备出的Ti(C，N)基金属陶瓷刀具对45钢进行切削物理试验，并对所得试样进行金相观测和显微硬度测试，最终得出切削速度和进给量对表面加工硬化程度和硬化层深度两项加工硬化指标的影响规律，验证了有限元模拟结果。最后，从微观角度解释了切削表面加工硬化产生的机理，并全面分析了切削加工表面硬化的热一力耦合机理。本文通过上述研究，得出以下结论：工件表面均为残余拉应力，且在进给量不变的情况下，表面最大拉应力和深层最大压应力及压应力水平均随切削速度的增大而增大，切削速度对拉应力层厚度的影响不大；残余压应力水平随进给量增大而增大，但是，在不同切削速度的条件下，表面最大残余拉应力随进给量的变化规律是不一致的；切削速度和进给量对工件的硬化层深度和表面加工硬化程度的影响规律不一致：硬化层深度和表面加工硬化程度均随切削速度的增大而先增大后减小；硬化层深度随进给量增大而先减小后增大，表面加工硬化程度先减小后增大。通过对试验结果进行进一步探讨后得出结论：较为严重的加工硬化易发生于中速的半精车中，且高速车削中工件已加工表面可能会发生软化。研究得出的各项结论表明，切削有限元模拟的方法已经能够对工件的残余应力和加工硬化现象进行定性及定量的分析，为采用各种新型材料刀具的切削加工表面质量提供预报，这对实际生产具有重大的指导意义。