切削力模型是加工状态物理仿真研究的基础,通过切削力模型预测不同加工条件下的切削力,为进一步优化切削参数、预测切削系统振动、监控刀具磨损和破损、进行加工误差分析提供理论依据,因此建立合理的切削力模型对研究切削机理和指导实际切削加工具有重要意义。本文在对现有车削力模型分析的基础上,提出了一种新的车削力模型,即基于前刀面上切削力系数的模型,并从直角切削出发对该模型的有效性进行了理论分析。基于所提出的前刀面上的切削力系数模型,建立了一般车削(斜角切削)的车削力预测模型,给出建模的基本步骤与方法,编制了相应的车削力预测程序。并通过实验验证了所建立的基于前刀面切削力系数的车削力预测模型的有效性。本文所建立的车削力预测模型的突出优势在于仅依据少量的车削实验,即可达到预测该车刀在不同刀具角度参数及不同切削参数下车削力的目的,与传统车削力模型相比,不仅车削实验次数少,而且适用范围宽。然后,基于所建立的车削力预测模型进行了一系列仿真研究,研究了主偏角、副偏.角、前角、刃倾角等因素对车削力的影响规律,并与相关文献的结论一致。其次,通过切削实验发现,中等切削速度对车削力影响不大、微小切削厚度下存在尺寸效应现象。最后,应用正交试验法,基于所开发的车削力预测软件系统,分析了主偏角、副偏角、前角和刃倾角分别对三个切削分力和切削合力的影响比重,为车刀角度的合理选择提供了理论依据。本文基于前刀面上的切削力系数模型,以平头立铣刀、球头铣刀(平面刃和螺旋刃)为例建立了铣削力预测模型,推导了相应的铣削力预测公式。针对瞬时切削厚度的确定问题,本文给出了两种情况下的瞬时切削厚度计算方法。针对铣削力系数的确定问题,本文给出了铣削力实验值和预测值的同相化处理方法,并应用BP神经网络建立铣削力系数和瞬时切削厚度的隐函数关系,为实现铣削力预测提供了一种新方法。最后通过铣削实验验证了铣削力预测模型的准确性和有效性。