金属高速切削过程伴随着极小范围内的高应变、高应变率和瞬间高温升等问题，是一个非线性热力耦合作用的典型过程。有限元切削加工模拟是通过计算机CAE软件仿真再现高速切削加工中工件和刀具相对运动的全过程，动态显示热流、应力应变、温度等分布，并且输出切削力和温度等时间或位移变化曲线，使其突破试验研究方式的缺陷，成为研究高速切削机理的有效方法。论文首先研究了有限元模拟的关键技术问题以及其在高速切削加工中应用的基本理论。其次重点研究金属稳态和非稳态高速切削过程中切屑形状、切削力和温度分布情况的各自特征和差异。对前人提出的本构模型、切屑分离准则以及摩擦模型进行比较和综合，对两种不同状态的切削过程建立各自的有限元模型。利用通用有限元软件——ABAQUS/Explicit和金属塑性变形专用软件——Deform 3D分别进行了二维和三维的建模分析、输入材料模型、修改摩擦接触类型、定义切屑分离准则、局部细分网格等，形象地模拟了带状和锯齿状切屑的形成过程，分析了切屑、工件、刀具的等效应力、主应力和等效塑性应变的分布特征，采用正交表分析法，统计计算得出金属高速切削过程中切削三要素对切削力和切削温度影响的一般规律。并且通过车削的试验，揭示出正交切削过程中不同加工条件下切屑的成型特征以及切削力和切削温度同切削参数之间的一般规律，其结果与仿真结果进行对比，验证了有限元仿真的准确性和可行性。