铣削加工因其对于复杂曲面加工能力较强,在国防军工和重大民用机械等高端制造领域中的应用越来越广泛。然而,在刀具加工过程中由于机床系统产生的外部激振的影响使得刀具容易发生共振现象,导致刀具破损失效而降低被加工表面的质量。容屑槽是影响刀具自身力学性能的关键结构,因此研究立铣刀容屑槽结构参数对刀具关键性能的影响规律有利于提高铣刀整体寿命和切削效率。容屑槽是空间复杂螺旋曲面,目前的建模方法多是对其横截面结构采用直线、圆弧等简单线条进行简化,忽略了容屑槽截面线为样条曲线的特点,与实际情况不符。因此,本文提出基于成形工艺过程的刀具建模方法,建立与实际相符的立铣刀容屑槽模型,利用仿真手段构建有限元模型研究刀具容屑槽结构对立铣刀性能的影响规律,将仿真结果与实验结果相比较,以验证仿真结果的准确性。论文具体研究内容如下:1.通过已知位姿的砂轮沿着螺旋线进行磨削建立容屑槽模型,再应用“刀具”的布尔减运算来增加立铣刀端面的Gash面和底刃后刀面的结构,建立完整的立铣刀三维模型。利用该成形过程建模的方法,在毛坯棒料上以铣刀前刀面、槽宽、槽深和过渡曲线为变量,建立了19个不同型号的立铣刀三维模型,研究容屑槽结构对刀具关键性能的影响规律。2.建立整体立铣刀有限元铣削模型,将仿真得到的切屑与实际的切屑进行对比检验,验证仿真结果的准确度。用该仿真模型研究容屑槽各结构变量对刀具铣削力的影响规律,为优化立铣刀切削性能提供了理论参考。3.基于欧拉-伯努利刚度方程研究立铣刀容屑槽对刀具最大等效应力和变形的影响机理。建立有限元模型研究容屑槽各结构变量对刀具最大等效应力和最大变形量的影响规律,为优化立铣刀静态力学性能提供了理论参考。4.建立整体立铣刀动力学仿真模型,将仿真结果与已有的相关论文实验结果进行对比检验,以验证仿真结果的准确度。用该仿真模型研究容屑槽各结构变量对刀具的固有频率和动刚度的影响规律,为优化立铣刀的动态特性提供了一定的理论参考。