近年来,伴随着新型工业化、农业现代化的同步推进,工业上对所用材料不断提出新的性能要求,以高温合金、钛合金、陶瓷、有色金属等为代表的新型工业材料得到广泛应用,对加工刀具提出了更高的要求。据统计,每年刀具磨损给全球经济带来的损失高达数千亿美元。尽可能地提高刀具切削性能,减少切削过程中的刀具磨损,延长刀具服役寿命是刀具研究领域的永恒主题。硬质合金由于具有诸多优点,在刀具材料领域的实际生产加工中占据重要地位。然而,硬质合金传统强化处理方法在某些方面均存在一定的缺陷,而电磁外场处理技术作为新兴先进工艺技术之一,是一种绿色无污染的处理技术,能显著提升材料性能、改善材料微观缺陷。该技术能够提高低端刀具切削性能,满足零件的加工需求,同时能够优化高端刀具的物理特性,延长其使用寿命。40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一,每年消耗巨大,探索硬质合金适宜的强化处理参数和加工工艺参数,对于降低生产成本、保证产品质量、提高生产率具有重大研究意义。本文以YT15硬质合金刀具为研究对象,使用COMSOL软件对刀具强化过程进行模拟仿真,得到工作腔电磁场的宏观分布以及电磁场对刀具的影响。然后以自制的脉冲电磁外场设备对刀具进行强化处理,分析了刀具切削力、刀具磨损和刀具服役寿命的变化规律,主要研究了脉冲电磁参数中磁场强度、磁脉冲组数、电场强度、电脉冲组数等对刀具性能的影响。分析刀具切削的实验结果,优选了较好的脉冲电磁外场工艺参数,以优选的处理参数为基础,对刀具的切削工艺参数进行实验,根据实验记录的结果建立了主切削力和刀具表面摩擦系数的经验模型。最后,将主切削力和刀具表面摩擦系数最小作为目标函数建立最终优化模型,采用遗传算法进行优化求解,得出以下结论:（1）使用COMSOL软件仿真模拟了脉冲电磁外场强化YT15硬质合金刀具的过程,发现刀具磁场强度和电流密度的最大值主要集中在刀尖和刀刃区域,整个空间中以励磁线圈轴线为Y轴的工作腔体中心处的电场和磁场分布最强,在整个腔体内沿着Y轴呈现空间对称分布状,工作腔体边缘的电磁场强度随着距离的增加逐步减弱。因此在刀片的实际加工处理时,尽量将刀片置于工作腔内的铜极中心,可用较小功耗的外场参数获得相对最佳的处理效果。（2）不同脉冲电磁外场参数对刀具寿命产生的影响不同,但经过脉冲电磁处理后的各刀具试样的服役寿命均有所提高,说明脉冲电磁外场处理对刀具切削性能具有明显改善作用。为进行后续实验分析,采用统计学方法优选了YT15硬质合金刀具最佳处理参数。（3）利用MATLAB软件建立车削工艺参数对切削力和刀具表面摩擦系数的经验模型,对所得模型进行显著性检验以改善模型可靠性。在经验模型的基础上,以最小主切削力和刀具表面摩擦系数为优化目标,应用遗传算法建立多目标优化模型,根据实际生产加工条件为约束进行优化求解,从而可为技术的实际应用提供参考和指导。