现在的制造业中,高速铣刀在机床零部件高效加工中得到广泛应用。在重型机床零部件加工中切削时间长、能量消耗大,对加工质量要求高,已有切削工艺及刀具主要关注如何提高切削加工质量和切削效率,忽视切削加工中工艺系统所消耗的能量变化对加工目标的影响,无法实现能源的有效利用,因此,高速铣削中能效评价及其控制方法是高速铣刀应用中亟待解决的问题。同时,高能效铣削的实现对节能减排具有重要意义。本文在课题“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题“水室封头车铣加工中心重要零部件加工工艺技术研究(2011ZX04002-111-05)”支持下,结合机床制造企业高效切削加工实际,以实现高速铣刀切削工艺能效的设计为目的。根据对高速切削过程中能量分配、切削能效评价、高速铣刀振动和磨损对切削能效的影响分析,对高速铣刀能效及其控制方法进行研究:针对机床零部件加工中能量的分配及能量消耗等问题,分析了铣削过程中能量的消耗,建立了高速铣刀切削能量效率模型;针对高速切削过程中能量变化对加工目标的影响,提出了铣刀切削层厚度和加工表面残留高度能效评价指标,建立了高效铣刀铣削能效模型,为面向生产现场的铣刀高能效切削性能及切削工艺效果评价提供了手段;在获取一般切削能效的基础上,分析铣刀振动对切削能效的影响,揭示铣刀振动与能量效率、切削层厚度能效、残留高度能效间的关系;建立了铣刀切削能效稳定的振动判据,为高速铣刀切削工艺的能效设计建立了能效设计目标;依据铣刀振动对切削能效的影响机制,进一步分析了铣刀磨损对切削能效的影响,揭示了铣刀磨损与能量效率、切削层厚度能效、残留高度能效间的关系,建立铣刀切削能效稳定性的磨损判据及控制方法,完善了高速铣刀切削工艺能效设计目标;根据切削能效工艺设计目标,提出了高速铣刀切削能效的工艺设计方法,建立了切削工艺能效设计流程,实现了高速铣刀切削能效的控制;通过切削-HT300铣削工艺实验对设计结果和控制方法进行了验证。