铣削加工在新型工程材料加工中的应用以及向高速、高精度方向的发展,使得建立在以往经验和试验数据上的铣削加工工艺参数体系显得无能为力,迫切需要对铣削加工基础理论以及铣削加工过程中各因素间的相互影响关系进行研究。本文在对铣削加工过程基本原理进行分析讨论的基础上,试图基于刚塑性有限元理论建立三维热力耦合模型,对铣削加工过程中的现象和规律进行仿真模拟研究。为建立与实际相符的较为合理的铣削加工有限元热力耦合模型,对铣削加工过程进行仿真模拟,本文首先对铣削加工基本原理和理论以及有限元建模的基础理论进行了较为详细的分析讨论。基于铣削加工过程可以看作是沿切削刃许多微小斜角切削过程的综合作用的事实,建立了三维斜角切削刚塑性有限元热力耦合模型对铣削加工过程中各因素间的相互影响规律进行仿真模拟研究。在对切削加工有限元模拟关键技术进行较深入研究的基础上,采用基于误差估计的网格自适应重划分技术对斜角切削加工过程进行了模拟,并对斜角切削过程中的应力应变、实际切削角度以及刃倾角、刀屑摩擦、切削速度对切削力、切削温度和切屑卷曲的影响进行了模拟分析。与斜角切削理论分析相比较,利用有限元进行仿真模拟的方法更接近于实际,更能直观地反映切削加工过程中各因素间的相互影响关系。有限元模拟是研究切削加工过程的有效手段。与斜角切削加工相比,铣削加工过程中铣刀的几何形状以及刀刃的运动轨迹更为复杂。为了能够对真实铣削加工过程进行模拟仿真,反映铣削加工过程中的实际规律,本文建立了侧面立铣刀铣削加工三维刚塑性热力耦合有限元模型。同样采用基于误差估计的网格自适应重划分技术,在状态变量梯度较大、与刀刃接触的工件区域分配更密的网格,以实现微薄切削层的切离,工件上其它状态变量梯度较小的区域分配密度较小的网格,大大减少了模拟过程中的单元数量,减少了计算时间,从而实现侧面立铣刀铣削加工过程的三维刚塑性有限元热力耦合模拟仿真。通过将铣削力试验采集的数据与模拟所得的数据进行比较,验证了所建立的三维热力耦合有限元模型具有一定的合理性。最后,利用所建立的侧面立铣刀铣削加工三维刚塑性热力耦合有限元模型对侧面立铣加工过程中切屑的形成、铣削力、铣刀温度以及铣刀螺旋角对它们的影响进行了模拟分析,为有限元模拟技术在铣削加工过程中的进一步应用奠定了基础。