作为最轻的金属结构材料，镁合金极具商业价值，普通的剧烈塑性变形方法能明显地改善镁合金组织和提升性能，但也面临着效率低下和加工成本高等问题，因此在应用中受到限制。相比之下，大应变挤出切削具有高速连续加工、不需要加热、工艺简单和成本低等优势，因而极具研究和开发价值。本文主要研究了常温下大应变挤出切削法对AZ31镁合金的加工性能，结合DEFORM2D有限元分析软件，分析了采用不同切屑压缩比和组合刀具前角时AZ31镁合金在挤削中的变形过程；并详细分析了切屑内部的等效应变、等效应变率、温度和最大主应力的变化规律；分析了剪切角的变化及影响；对裂纹的出现作了预测，并观察断口的SEM形貌；观察了AZ31镁合金的晶粒细化程度，分析了其细化机制；并测试显微组织力学性能的变化。结果表明，切屑压缩比是大应变挤出切削最重要的参数，它对切屑的成形性能、等效应变、温度、最大主应力和剪切角都有着显著的影响；要加工出成形良好和组织优良的AZ31镁合金带材，一个合适的切屑压缩比是必须的；刀具前角对以上各因素具有重要的影响，各因素的变化表现出一定规律性；刀具前角对带材的挤出性能有明显影响。大应变挤出切削对AZ31镁合金晶粒细化效果显著，切屑压缩比直接影响到细化程度和均匀度，不同参数下晶粒可细化至细晶或超细晶范围，孪生是切屑压缩比较大时的主要变形机制；机械剪切作用和动态再结晶被认为最主要的晶粒细化机制，它们在不同参数下影响各不相同；剪切带现象可导致大量动态再结晶并引起材料局部流动，对变形起到不可忽略的协调作用。裂纹多产生于剪切带位置，并沿剪切带内部扩展，与剪切带内部的软化效应有关；根据断口SEM图像显示，采用小切屑压缩比制备出的带材具有更好的塑性；大应变挤出切削加工出的带材显微组织的力学性能有了显著的提升。