实验发现,流屑角突变现象是具有较大应用潜力的切削现象,但是,人们对其机理缺乏足够的了解。建立描述流屑角突变现象的数学模型,是从本质上探究流屑角突变的发生机制和规律的根本途径,在理论研究及实际应用上都具有重要的意义。推导了直线双刃车刀的主刃为斜角切削时的剪切平面面积和切削功率计算函数;以该切削功率函数为势函数,切削宽度和切削深度为控制参数,应用突变理论,建立了描述流屑角突变现象的数学模型(尖点模型);提出了从所绘制的分叉集图形拟合分叉集方程显式表达式的方法;在Maple平台上编程实现了该模型,获得了流屑角突变现象发生的一组临界条件。设计并完成了一组直线双刃车刀横车6061铝合金工件锥形端面的流屑角突变实验,提出了通过所拍摄的切屑流动视频和所测量的切削力波形图来捕捉流屑角突变现象、获得突变发生临界条件的方法,验证了前述流屑角突变数学模型的有效性及其关于突变临界条件预报结果的准确性。为了探究工件材料力学特性对流屑角突变现象的影响规律,通过单刃刀具直角切削过程的有限元仿真实验数据,建立了根据切削条件参数计算6061铝合金与切削过程相关的几个特性参数的经验模型;应用该经验模型,建立了考虑工件材料力学特性的直线双刃车刀(αn≠0o、λs≠0o)切削时流屑角突变的数学模型,获得了流屑角突变发生时的一组临界条件和突变前后的流屑角大小。设计并完成了一组横车6061铝合金工件凹形端面的切削实验,获得了流屑角突变临界条件和突变前后流屑角大小的实验数据,验证了前述流屑角突变数学模型的有效性及其关于突变临界条件预报结果的准确性。完成了一组横车6061铝合金工件凹形端面时流屑角突变的重复性实验,证明了流屑角突变实验具有一定的可重复性。上述研究全面地解释了流屑角突变现象的本质,揭示了其内在规律,初步奠定了对其进行合理利用及控制的基础。