毛刺是金属切削加工中产生的常见现象，它的形成与变化直接影响工件的加工质量和生产效率，已成为影响和制约精密与超精密加工、自动化加工技术发展的关键问题之一，本研究基于切削运动—刀具切削刃毛刺分类体系，利用断裂力学理论建立了毛刺的数学—力学模型，揭示了金属切削毛刺形成与变化的基本规律。本文主要研究内容与创新成果有:　　 1.基于材料断裂准则和塑性力学理论，利用Deform软件建立了切削方向亏缺形成的有限元模型，模拟了切削方向亏缺的形成过程及其变化，对切削方向亏缺形成进行了深入分析，系统揭示出切削方向亏缺形成与变化的基本规律，探讨了刀尖附近的工件材料产生的裂纹以及裂纹扩展方向与亏缺形成的关系，为建立毛刺形成的力学模型提供了科学的理论基础与依据。　　 2.基于切削运动—刀具切削刃毛刺分类体系，分别对切削方向毛刺、进给方向毛刺和两侧方向毛刺建立了数学—力学模型:　　 (1)建立出切削方向毛刺形成的切削力学模型，分析了切削力F对毛刺/亏缺形成尺寸的影响关系，实现了工件在不同端面角的情况下切削方向毛刺形成的预测预报;　　 (2)建立出进给方向毛刺形成的切削力模型，分析了切削力F、刀具主偏角Kr、以及端面角Ψ等主要参数对进给方向毛刺形成尺寸的影响，初步实现了进给方向毛刺根部厚度的预报;　　 (3)采用单位切削厚度的毛刺高度（H/ac）表示两侧方向毛刺的毛刺形态的方法，建立出两侧方向的毛刺尺寸及形态的转换的力学模型，分析了工件材料、切削用量、刀具参数以及加工方法等因素对其形成的影响。　　 切削毛刺形成的数学—力学的模型建立为切削加工中调整、优化选择切削参数、刀具几何参数和加工方式，从而实现主动控制、减少毛刺的形成提供了技术支持。　　 3.基于车削、钻削和铣削的实际加工，揭示不同类型的加工中所产生毛刺的形态，并且结合实验，提出了若干控制金属切削毛刺的方法，为实现主动控制金属切削毛刺开辟了途径。　　 本研究工作是国家自然科学基金资助项目(51075192)的主要组成部分之一。