45钢作为一种工程中常用的中碳钢,具有良好的导热性能,在一般情况下,在切削过程中不会发生绝热剪切。但是当切削速度增大到一定的临界值,或者淬火后材料硬度提高时,切削过程中依旧会出现绝热剪切现象,而产生锯齿形切屑。在现有的研究中,大部分主要是针对淬硬45钢开展研究,对于45钢的研究比较少,导致其在切削加工中还存在加工机理有待进一步阐明,工艺参数选取缺乏依据等问题。因此,本课题开展了45钢切削变形和切削力的实验研究,深入揭示45钢切削加工机理,为其工艺参数选择及优化提供参考。主要的研究内容与结论如下:（1）45钢正交切削实验设计。在加工中心上搭建了正交切削实验平台,设计了实验专用的刀架装置和工件,选择了机床、刀具、测力系统、切屑观测和硬度测量设备,确定了全因素实验参数。（2）45钢切削变形分析。对切屑进行宏观和微观观测,计算带状屑的变形系数、剪应变和剪应变率,并分析切削参数对三者的影响规律。通过几何表征和物理表征,对切削过程中出现的边缘锯齿屑进行定性及定量分析,并对现有绝热剪切带间距模型的预测结果进行对比分析。结果表明:随切削速度的增加,变形系数、剪应变、绝热剪切带宽度呈减小趋势,剪应变率、锯齿化程度、锯齿频率呈增大趋势。随着切削厚度的增加,变形系数、剪应变和剪应变率、锯齿频率、绝热剪切带宽度呈减小趋势,锯齿化程度呈增大趋势。随着刀具前角的增大,变形系数、剪应变、锯齿化程度、绝热剪切带宽度呈减小趋势,锯齿频率呈增大趋势。基于能量耗散的绝热剪切带间距模型具有更好的预测精度。（3）45钢静态切削力分析。分析切削参数和刀具前角对静态切削力的影响,基于回归分析建立静态切削力的回归模型,并对其进行显著性检验。基于BP神经网络建立静态切削力预测模型,并通过与实验结果的比较进行验证。结果表明:主切削力和进给力随着切削速度和刀具前角的增加而减小,随着切削厚度的增大而增大。切削厚度对静态切削力的影响程度最大,切削速度次之。回归模型和BP神经网络预测模型都有较高的预测精度。（4）45钢动态切削力分析。利用快速傅里叶变换和小波分析,对动态切削力进行信号分解和频谱分析。分析切削参数和刀具前角对动态切削力的影响规律,以及动态切削力频率与锯齿频率、幅值与锯齿化程度之间的关系。结果表明:随着切削速度和刀具前角的增加,最大值Fmax和幅值Fd减小。随着切削厚度的增加,最大值Fmax增大,幅值Fd变化不明显。随着切削速度的增加,幅值Fd与锯齿化程度之间呈负相关关系。