随着制造技术的发展,金属切削已经进入高效高精加工阶段。在现代制造业中,数控加工过程中切削力建模和切削参数优化成为切削过程物理仿真的研究对象。数控加工仿真技术的研究,对提高数控加工质量和效率具有一定的意义。本文在数控切削的物理仿真研究的基础上,综合运用微分几何理论、金属切削理论和切削动力学、试验验证、计算机辅助技术,对铣削过程中加工参数优化、建立镗削力模型等物理仿真技术和对数控切削数据库系统的开发做了深入的研究。论文的主要研究内容包括以下几个部分:1.建立了镗刀的镗削力模型。首先对镗刀的几何特点进行分析,将切削刃微元化,分析单元切削刃的受力情况并建立微元镗削力的关系式,最后整理得到总镗削力的数学模型。对镗削力安排正交试验进行验证,分别对不同切削用量、不同的工件材料进行镗削力数据的采集。并通过得到的镗削力系数预测相同条件下的镗削力,最后得到实测和仿真镗削力的二维曲线图。分析实测和仿真的二维曲线图,讨论出现偏差的原因以及模型的准确性。2.构建铣削参数多目标优化模型。通过选择数控铣削的设计变量,考虑到企业的要求,选择了最高加工效率和最低加工成本为目标进行优化,由于机床、刀具等设备的限制条件,选择切削力、切削功率、进给速度、轴向切削深度、径向切削深度为约束条件,建立数控铣削参数多目标优化模型。通过对遗传算法的运算方式进行分析研究,选择遗传算法对切削参数进行优化,通过试验验证,验证了所建立的数学优化模型的正确性与可行性。3.建立了数控加工参数的数据库系统。通过对多种仿真子模块的集成整理,以MATLAB为开发工具,采用Microsoft Office ACCESS 2007对工件信息、机床信息、刀具信息以及加工方式等进行信息数据的存储,通过MATLAB软件的GUI对数据库完成人机交互界面的工作,通过了解物理仿真技术的应用实践和数据库开发的相关内容,运用MATLAB编制程序实现数据库的优化、预测切削力等功能,以及实现对ACCESS数据库中数据的调用。最后,对本文进行了总结,同时也对下一步的研究方向进行分析和展望。