高速切削加工技术以其高效、高精度、高加工质量以及污染小为特点成为现代制造业重点研究和应用的一项新技术,已经广泛应用于汽车、航空航天、模具等制造领域。高速切削刀具是实现高速切削加工上述优势的关键,其中高速面铣刀作为高速铣削加工的常用刀具,其性能的好坏直接关系到产品的加工效率、加工质量和加工成本。目前的高速面铣刀设计主要以经验设计为主,缺少知识驱动下的定量化设计,难以保证其设计效率和质量。知识工程以知识为产品设计驱动力,通过知识库、实例库以及推理模块的共同作用,实现产品设计的智能化。针对高速面铣刀设计中存在的问题,有必要对基于知识的高速面铣刀设计方法做深入的研究,以提高其设计效率和质量。本文以已有研究基础上,采用基于知识的方法对高速面铣刀设计技术进行研究,主要研究内容为:针对高速面铣刀设计知识的特点,提出UG/KF语言和采用已有模型相结合的知识获取方式,实现了对高速铣削机理、面铣刀与工件材料的匹配、面铣刀结构以及动平衡和安全性知识的表示,采用RBR和CBR相结合的知识推理方式并对知识进行模块化管理。结合知识工程的思想和高速面铣刀的结构特点,提出了基于知识的高速面铣刀设计框架模型,根据高速面铣刀设计知识的特点创建了知识库的层次结构及其管理系统,研究了实例库中实例的表示和检索算法,并通过基于设计规则的实例检索和参数集驱动实现高速面铣刀设计的推理。在总结高速面铣刀设计流程的基础上,创建了以UG二次开发为基础的高速面铣刀设计应用程序框架模型,采用UG/KF技术实现了基于知识的高速面铣刀刀体设计,并通过UG/WAVE技术实现知识驱动的高速面铣刀装配设计,构建了基于知识的高速面铣刀设计系统。结合高速铣削加工铝合金实例,采用该系统创建的高速面铣刀模型,并且通过有限元分析,动平衡分析以及高速切削实验验证了基于知识的高速面铣刀设计方法的合理性和推理的正确性。研究结果表明,基于知识的高速面铣刀设计方法可以很好的实现对已有的设计知识和经验的再利用,使得设计过程从以往的以经验设计为主变为更加科学的定量化设计,并且采用知识工程的思想,实现了高速面铣刀设计的智能化,大大提高了设计效率,对于提高高速面铣刀产品的设计质量也具有现实意义。