二十一世纪初以来,高速铁路、地铁以及磁悬浮列车在我国得到了蓬勃发展。钢轨作为承载列车的重要支撑部件,在列车普遍高速运行的情况下,容易加剧钢轨的磨损和病害的产生,轮轨之间长时间反复的高速滚动接触使得钢轨破坏得愈加严重。钢轨铣磨车作为新型钢轨修复设备,其铣刀盘是铣磨车加工中最核心的一大构件,在铣削加工中能够去除钢轨修复的绝大部分加工余量,直接关系到钢轨铣磨车的作业质量与工作效率。本文为给钢轨铣磨车铣刀盘铣削去除机理以及优选刀具几何角度提供理论支持,进行了一系列实验与仿真研究,主要内容如下:(1)采用AdvantEdge所建立的铣削仿真模型,得到了实验工艺参数下铣削钢轨材料的铣削力、铣削温度仿真结果。借助有限元仿真的便利性,分析了不同刀具角度参数对铣削温度、铣削力的影响规律,能够为铣刀盘刀具结构的设计提供一定参考价值。(2)在分析正交实验原理基础上,基于多因素的正交回归实验法,利用粒子群优化算法,得出了硬质合金刀具铣削高锰钢的铣削温度以及铣削力的经验公式,分别研究了主轴转速,进给速度,切削深度以及切削宽度等因素对铣削温度和铣削力的影响。(3)利用AdvantEdge仿真得到的结果,分别对正交实验进行方差与极差分析,以刀具角度、铣削用量为输入参数,以铣削力、铣削温度作为优化目标,对钢轨材料的铣削加工参数进行优化,能够对钢轨高锰钢铣削用量和刀具角度的优化提供理论依据和应用指导。(4)通过K型人工电偶测量铣削过程中的刀/工面铣削温度,对比仿真结果与实验结果,验证了仿真结果具有相当的可靠性。AdvantEdge建立的仿真模型完全适用于钢轨材料的铣削实验分析,可以极大降低实验成本,对于钢轨材料的切削仿真具有极大的实际意义。