高速切削高强度、高硬度材料已经成为当代制造业重大挑战之一。40CrNi2Si2MoVA（300M）具有众多的优良性能，在国内外航空领域中使用广泛。但是，因自身的特性使其切削加工性差，严重影响了切削效率和加工成本。如何解决高速切削刀具的磨损严重和寿命短的问题，已经成为该领域的重大难题。本文以热力学、化学、物理学、摩擦学、机械学等综合的自组织理论为基础，研究高速切削刀具在摩擦、磨损系统中的自组织现象，并研究自组织结构在摩擦磨损过程中的减摩特性以及对加工表面粗糙度的影响。　　首先，通过有限元三维仿真软件对高速车削刀—工材料的匹配性进行研究，建立了热—力—化学性能匹配模型。结果表明，多涂层 TiCN-TiN涂层耐磨、耐热性较好，TiCN-Al2O3涂层可有效降低刀具温度，为确定高速自组织车削300M的刀具材料提供可靠的理论依据。　　其次，通过高速车削试验，揭示高速车削刀具的自组织现象，并对自组织结构和特性进行研究；通过不同切削参数下的刀具寿命、磨损形貌及表面成分的研究，确定高速自组织结构生成的条件。结果表明，刀具磨损表面粘结钝化层和氧化膜的生成是高速车削自组织结构的主要特征。KCP10B高速车削300M钢刀具自组织结构生成切削条件为：vc=300~500 m/min，f=0.15~0.2 mm/r，ap=0.15~0.2 mm；CP200高速自组织车削的切削条件为：vc=300~400 m/min，f=0.1~0.15 mm/r，ap=0.1~0.15 mm。　　通过高速自组织车削试验，研究切削力、切削温度、切削参数对自组织结构生成的影响；研究高速切削刀具的磨损过程和演变机理，最终揭示高速自组织车削刀具的减摩机理。结果表明，高速自组织车削刀具的减摩特性主要是：切削初期是自组织结构形成的初始阶段。切削中期形成粘结钝化层和氧化薄膜对刀具起到了保护作用，大量富含氧的铝和钛的氧化物生成，对刀具起到了润滑和减少摩擦的作用。　　最后，根据高速自组织车削的研究，分析涂层和切削参数对加工表面粗糙度的影响，最终揭示自组织结构对工件表面粗糙度的影响。结果表明，自组织结构的生成改善和维持了最佳切削环境，提高了工件加工表面的粗糙度。　　本课题的研究意义在于改善了300M超高强度钢的车削加工性能，自润滑、自保护的自组织结构的生成可以有效的提高刀具寿命，减少摩擦磨损，并在切削超高强度钢材料刀具涂层的设计方面也具有一定的应用价值。