拉削加工由于其高精度和高效率的特点,广泛应用于航空航天、汽车领域等大批量零部件加工中。随着工业化对加工精度要求的不断提高,国内外大量学者致力于实现拉削过程精密化、平稳化。然而,拉削过程是拉削刀具、工件和切屑之间复杂的相互作用的过程。因此,如何精确描述引入3D表面微结构之后的拉削负载特性,对于优化切削中的参数,改善刀-工-屑接触条件,提高工件的加工质量,具有重要的意义。本文针对表面微结构对拉削负载特性的影响,以卧式平键拉床为试验平台,提出了基于刀尖表面微结构的拉削负载建模思路。从传统切削建模理论出发,提出切屑剪切,镦粗,弯曲变形的原理。根据微结构引入的减阻降载效应和切屑凸起引发的加强筋效应,建立了单齿拉削负载模型。根据拉刀刀齿和工件接触交替周期的变化规律,建立了多齿拉削负载模型。论文的主要工作成果如下:(1)拉削试验台总体设计。对卧式平键拉床进行硬件部分和软件部分设计。根据实际拉削工艺要求,分析了拉床基本床身、零部件等机械结构,同时设计了拉床电气系统的回路,最后进行传感器选型。(2)建立刀尖表面微结构的拉削负载模型。根据切屑剪切,敦促,弯曲变形的原理,考虑了表面微结构引入的减阻降载效应和切屑凸起引发的加强筋效应,构建了基于刀刃表面几何形状的单齿拉削负载模型。根据拉刀刀齿的交替接触周期变化规律,构建了基于刀尖表面几何形状的多齿拉削负载模型。(3)刀尖表面微结构对拉削影响试验研究。搭建拉削试验研究平台,根据试验方案进行试验,以200Hz的频率采集工件对机床的压力,机床振动,残留在刀具上的切屑,并围绕拉削负载的变化规律对拉削负载、机床振动、切屑变化进行分析。(4)拉削负载模型数值计算和误差分析。使用Matlab对已建立的拉削负载模型进行仿真计算。通过对比实际拉削负载,考虑表面微结构数量对拉削负载的影响,针对负载仿真数据与试验数据的误差进行分析,讨论了表面微结构引入的减阻降载效应和切屑凸起引发的加强筋效应对拉削负载的影响。