枞树型轮槽精铣刀作为加工汽轮机转子轮槽的最终刀具,其精度直接影响着轮槽表面轮廓的加工质量。由于切削时刀具轮廓形线不同部位受到刀体结构的影响,工艺参数各不相同,导致不同部位切削刃受力、受热以及磨损的不均匀,从而引起轮槽精铣刀廓形精度下降,造成刀具的早期失效。考虑制造工艺因素,轮槽刀具前角一般取为零度。在刀具钝圆半径一致的情况下,刀刃的强度主要取决于刀具的后角。轮槽加工中,不同部位的刀刃,由于切削条件的要求,强度设计应不同。现有轮槽刀具,刃形不同位置后角的变化并不是为了适应刃形强度而变化的。后刀面的设计,不能满足成形切削刀具等强度的要求。几何建模与参数优化的研究,是复杂成形刀具设计的重要课题。本文拟从轮槽铣削过程中的切削力出发,探索满足轮槽铣刀刃形线等强度要求的后角分布规律；建立优化的后角分布数学模型,并根据该数学模型利用CAD软件完成后刀面几何模型的重构。主要内容如下：基于金属切削基本原理,探讨了铣削加工过程中切削力、切削热以及刀具磨损和寿命与刀具几何参数之间的关系；对轮槽加工工艺做了简要的梳理,给出了轮槽精铣刀的设计要求；基于轮槽铣削工艺,建立轮槽铣削的有限元分析模型；利用DEFORM对轮槽铣削过程进行了物理仿真,得出了切削力、切削热在刀刃上的分布状况；建立通用轮槽精铣刀的三维实体模型,找出其后角的变化规律；然后以切削力的均匀分布为优化目标,对轮槽精铣刀的后角分布进行优化设计；建立了轮槽精铣刀后角分布优化数学模型,并求出了关键模型系数；基于刀具造型理论,利用SolidWorks完成了轮槽精铣刀后面的重构,应用仿真分析的方法对重构结果进行了验证。应用ANSYS对重构后的轮槽精铣刀做了静力学分析,为刀具整体结构的进一步优化奠定了基础。