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模具在当今数控加工领域属于一个重点研究对象,广泛应用于汽车、工程器械、航空航天等领域。模具通常采用硬度较高的难加工材料,而且通常情况下模具形貌千变万化,特别是当刀具进行拐角处铣削时,经常出现铣削力波动明显增大、刀具工件振动明显加剧、刀具使用寿命难以保障等问题,这给模具加工带来一定难度,针对以上问题,本文展开了相关研究。首先,建立了拐角铣削厚度计算模型。通过研究90°拐角铣削过程,依据刀具路径与拐角形貌特征,进行阶段划分,分为三个阶段,分别是直线切入阶段、拐角切削阶段和直线切出阶段。通过离散刀位点建立平底立铣刀90°拐角铣削过程切削厚度计算模型。在获得90°拐角铣削过程几何分析的基础上,对任意角度拐角(0°~180°)铣削过程的铣削阶段进行划分,从而建立了任意角度拐角铣削过程切削厚度模型,为后续拐角铣削力仿真建模奠定了基础。其次,建立了平底立铣刀拐角铣削力仿真模型。以淬硬钢Cr12MoV为研究对象,进行了不同切削参数直线铣削试验,基于线性回归获得了切向切削力系数Ktc,径向切削力系数Krc,轴向切削力系数Kac,切向刃口力系数Kte,径向刃口力系数Kre,轴向刃口力系数Kae。在获得了关键系数后,根据不同铣削条件下的铣削力模型积分上下限关系,建立了拐角铣削力仿真模型。再次,开发出了平底立铣刀拐角铣削力仿真软件。通过MATLAB软件完成任意角度拐角加工过程铣削力的预测,并利用MATLAB中的GUI模块开发出了方便用户使用的软件应用界面。用户只需要按照界面提示信息输入相应参数就可以简单快捷的仿真该条件下铣削力,从而更好地指导实际加工。对不同角度拐角模具钢材料进行了试验验证,加工试验证明了所创建铣削力仿真模型的有效性。最后,对拐角铣削过程进给速度进行了优化研究。为进一步优化模具拐角铣削加工,基于拐角铣削力仿真模型,提出进给速度分段优化的方法,建立了模具拐角铣削加工进给速度优化模型。通过对数控NC代码离线处理,实现了模具拐角铣削加工中进给速度的优化。