高速铣削由于其高效率、高质量、简化工艺流程的技术优势,在机械制造领域得到广泛应用。高速铣削由于其高转速、高切削速度的切削条件和高精度、高表面质量的加工要求,对高速铣刀结构抗载能力提出了更高的要求,要求高速铣刀具有更优良的结构动力稳定性。目前,高速铣刀的研究,主要考虑切削振动和切削变形,未对结构动力稳定性的进行深入研究,制约了高速铣削技术的发展及其技术优势的发挥。本文在“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,以实现高速铣刀结构稳定性、多齿切削行为、刀具磨损和加工表面形貌的协同控制为目的,以高速切削理论、结构动力学知识为理论依据,以相关研究成果为基础,对高速铣刀的结构稳定性控制进行了以下研究:针对高速铣刀结构动力稳定性表征的模糊性问题,依据高速铣刀切削振动实验,建立高速铣刀结构动力稳定性的评价指标,揭示铣刀结构和激励载荷及其交互作用对结构动力学特性的影响。依据金属切削理论和动力学知识,建立高速铣刀结构动力学特性与多齿切削行为关系模型,揭示高速铣刀结构动力学特性对多齿切削行为的影响,以多齿切削行为的一致性为判据,建立高速铣刀结构动力稳定性的评判方法。为揭示高速铣刀结构动力学特性对刀具磨损的影响特性,依据高速铣刀振动实验和刀具磨损实验,利用灰色系统理论,对刀具磨损特征量与高速铣刀动力学特性进行关联分析,结合高速铣刀结构动力学特性与多齿切削行为关系模型,揭示高速铣刀结构动力学特性对其不均匀磨损的作用机制,建立刀具不均匀磨损的控制方法。-针对高速结构动力学特性对加工表面形貌的影响机制不明的问题,依据高速铣刀切削振动实验和加工表面形貌实验,利用灰色系统理论,对高速铣刀结构动力学特性与加工表面形貌的关联分析,并依据高速铣刀结构动力学特性与多齿切削行为关系模型,揭示铣刀结构动力学特性对加工表面形貌的作用机制,建立加工表面形貌的控制方法。为实现高速铣刀结构动力稳定性的控制,通过刀具误差分布特性的分析,揭示误差分布对刀齿切削行为的影响特性,建立高速铣刀切削行为的刀具误差补偿方法。依据高速铣刀结构动力学特性对刀具磨损和加工表面形貌的作用机制,建立高速铣刀结构动力稳定性的工艺控制方法和铣刀结构设计方法。