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插铣加工是铣削加工中一种高效材料去除手段,可显著提高复杂零件的生产效率,降低生产成本,在航空航天等领域有很广泛的应用。插铣加工主要承受轴向力,能解决难加工材料、复杂曲面、深槽和薄壁件加工中效率低且成本高的问题。但是,当切削参数制定不合理且刀具悬伸量较大时,插铣加工也存在颤振问题,严重影响加工质量。因此,对插铣切削机理及稳定性展开研究:(1)针对三种插铣加工类型,建立了不同类型下切削宽度模型,运用MATLAB编程验证了模型的正确性,为插铣加工动态铣削力建模和试验研究提供了理论依据。(2)在插铣加工受力分析的基础上建立了插铣铣削力模型。通过将插铣刀参与切削的底刃离散化来求解微元的切削力,并对其进行叠加及坐标变换得到各方向的铣削力。基于平均铣削力法得到插铣30CrMnSiNi2A的铣削力系数,建立关于切削参数二次多项式的动态铣削力系数模型,并运用MATLAB编程求解不同切削参数下的铣削力,验证了动态铣削力系数模型和铣削力模型的准确性。(3)对超高强度钢30CrMnSiNi2A进行插铣加工模态试验,通过模态分析得到加工系统的模态参数。基于全离散法对插铣加工三自由度动力学模型进行求解,并运用MATLAB编程获得插铣加工稳定性曲线。采用控制变量法,探究了刀具齿数、系统刚度、固有频率、阻尼比和铣削力系数对稳定性曲线的影响。(4)为提高切削效率,保证插铣过程稳定,基于铣削力模型和稳定性曲线建立了插铣加工切削参数优化模型,以最大材料去除率为优化目标,实现了对切削速度、径向切宽、插铣步距和每齿进给量等参数的优化。本文的研究可以实现30CrMnSiNi2A超高强度钢插铣加工铣削力预测及稳定性预测,对选择最佳的插铣加工参数有指导意义。