高速切削加工现已成为当代先进制造技术的重要组成部分。高速切削加工过程中经常会产生锯齿形切屑,这种锯齿形切屑几乎影响高速加工过程的各个方面,如切削力,切削温度,刀具磨损和寿命以及加工表面完整性。因此,有必要研究锯齿形切屑的形成机理。而锯齿形切屑的形成可归结为切屑主剪切区的微观失稳。本文采用材料显微观察和微观理论分析相结合的方法,对高速正交切削AISI-1045淬硬钢过程中主剪切区的微观失稳及损伤断裂机理进行了研究。通过切屑金相表面观察的方法,研究了切削过程中工件材料硬度及切削条件对切屑形态的影响。使用光学显微镜和扫描电子显微镜,对绝热剪切带的微观组织进行了观察,研究了形变带与转变带的微观特征。借助扫描电子显微镜对锯齿形切屑断裂面微观形貌进行观察,探讨了不同切削条件下的材料微观失稳机理,建立了形变带锯齿形切屑剪切带内微裂纹萌生、扩大、连接并最终发生动态损伤脆性断裂的微观模型以及转变带锯齿形切屑剪切带内微孔洞形核、长大、聚合并最终发生动态损伤韧性断裂的微观模型。使用压电测力仪测量并记录了高速切削过程中的切削力,分析总结了切削条件、切屑形态以及材料微观失稳机理对切削力的影响。