切削加工是机械加工最基本的加工方法。切削加工正在向高速化、高精度化和自动化的方向发展。但是切屑的不折断严重影响切削加工过程的正常进行,是实现切削过程自动化的一大障碍。而断屑是依靠断屑槽实现的,因此断屑槽型就成了各国学者研究的重要课题。二维断屑槽型的断屑性能已不能满足切削加工的要求,三维复杂断屑槽则成为较理想的断屑槽型,故对三维复杂断屑槽的断屑性能进行深入系统的研究,并建立三维复杂断屑槽的断屑预报系统,具有重要的理论意义和实用价值。首先,在综合国内外三维复杂断屑槽断屑技术现状的基础上,对车刀片的三维复杂断屑槽进行了分解,将构成三维复杂断屑槽的几何元素划分为4种典型的断屑单元;根据Colwell法则建立了流屑角模型;通过确定切屑流出方向,研究了三维复杂断屑槽各个断屑单元与切屑的作用关系,从而建立了等效断屑槽宽的数学模型,对切屑卷曲半径进行了预报。然后,通过切削试验找到了三维复杂断屑槽对切屑截面形状的影响作用,基于此理论研究了三维复杂断屑槽对切屑厚度的影响、切屑宽度及切屑截面形状的变化规律,并建立了切屑截面形状系数模型。结果表明:切屑等效厚度的变化将引起切屑中性层位置改变,使得切屑截面形状系数变化,此乃切屑折断的主要原因。再后,提出了三维复杂断屑槽的切屑折断界限理论,建立了切屑折断界限模型;用搜索—逐点分析法对两种三维复杂断屑槽车刀片TNMG160408-QM和TNMG160404-HK5的断屑过程进行了研究,获得了理论预报切屑折断曲线,并进行了试验验证。从而建立了车刀片三维复杂断屑槽断屑的数学模型。再后,研究了聚晶金刚石(PCD)刀具切削铝合金时的切屑折断性能。根据三维复杂断屑槽设计原理设计了断屑器。研究了断屑器对铝合金切屑的约束作用,建立了切屑卷曲的数学模型。再根据切屑的折断条件,对铝合金切屑折断界限进行了研究,建立了极限进给量与极限切削深度的预报数学模型。通过对硬铝合金LY12切削性能的研究,获得了LY12的切屑断裂应变,并通过切削试验证明了预报数学模型的合理性。最后,建立了基于网络的三维复杂断屑槽断屑预报系统。根据专家系统的构成原理及实用性原则,研究确定了系统结构与功能。以切屑折断预报模型为基础,对其折断与否进行了判断,给出了切屑折断界限。还研究了基于网络的客户端/服务器技术,实现了在互联网/局域网上三维复杂断屑槽的切屑折断预报。预报结果与试验结果对比表明,该系统能较准确地进行三维复杂断屑槽的断屑预报,具有一定实用性。