重型机械、汽车、电站设备等是我国的支柱行业,其大型、复杂零部件的制造是企业生产的核心技术,大型、复杂零部件大多采用难加工材料,这些材料的特点是高硬度、高强度、高韧性,因此,加工时刀具破损严重,刀具使用寿命及生产效率很低。尤其是在FMS、CIMS等自动化生产中,刀具破损已成为关键技术及难题之一。经大量文献查询,以往有关切入破损机理研究都是针对平前刀面铣刀片进行的,对三维复杂槽型铣刀片切入破损机理研究很少有报道。近年来,三维复杂槽型铣刀片大量应用于机械加工的各个行业,但是理论研究严重落后于实际应用,三维复杂槽型铣刀片的应用和开发缺乏理论基础。因此,本论文深入研究三维复杂槽型波形刃铣刀片的运动切入接触理论;推导三维复杂槽型波形刃铣刀片九种切入类型的判别数学模型;建立不同切入类型刀片的冲击破损寿命累积分布函数优选数学模型;进行三维复杂槽型波形刃铣刀片切入类型的仿真研究;通过优化开发出三维复杂槽型刀片和先进刀具产品,解决生产中刀具严重破损的问题。基于模拟实验与数学分析,进行了三维复杂槽型波形刃铣刀片前刀面方程的推导、前刀面运动方程的推导、接触线方程的推导、交线方程的推导和切削域形貌方程的推导,从而形成三维复杂槽型波形刃铣刀片切入接触理论。提出了三维复杂槽型波形刃铣刀片九种新的切入接触形式,引入前刀面接触角变化量δ,从而建立了三维复杂槽型波形刃铣刀片九种切入类型判别数学模型。建立了不同切入类型刀片的三维复杂槽型波形刃铣刀片冲击破损寿命累积分布函数数学模型,得出刀片冲击破损寿命的概率分布服从威布尔概率分布函数的结论,优选出三维复杂槽型波形刃铣刀片切入破损类型,最佳的切入类型为U型,其余依次为V型、T型、S型。进行了三维复杂槽型波形刃铣刀片切入类型的仿真研究。基于UG平台,利用UG提供的开发环境,结合UG/Open API及VC++编程软件,开发出三维复杂槽型波形刃铣刀片切入类型仿真系统,根据不同切入参数,采用实体建模技术,对三维复杂槽型波形刃铣刀片切入状态进行计算机模拟。进行了三维复杂槽型刀片优化技术的研究。针对不同工件材料、刀具材料、加工条件、负载情况,采用实验室试验和现场试验相结合的方法,通过切入方式、切削力、切屑形状、切削寿命、失效形式、刀片材质等优化分析,建立三维复杂槽型铣刀片优化模型,优化切入方式、刀片槽型与几何参数以及刀片材质,开发出系列三维复杂槽型刀片。