中文摘要：

本项目研究切削－挤压新的复合加工成形的机理及精确控制方法，希望在一次连续切削-挤压成形过程中，刀具主切削刃切开被加工表面层金属时，又通过前刀面和副刃的二次塑性挤压变形，使之直立与展平，形成某种形状和尺寸的功能表面。与传统方法不同的是，被切开的材料不变成切屑，而和基体牢固联结在一起，使传统意义上的切屑，变成功能表面的一部分，形成兼有金属切削加工和塑性挤压成形特征的无屑复合成形新技术。该项目的核心是研究揭示在该过程中刀具对金属切削层及其塑性变形的作用关系及规律；探索在一次连续切削－挤压复合成形过程中，使金属层不脱离基体，而按预定的要求直立和变形的条件；获得切削层与基体的分离准则、发现成形极限；找出影响成形表面结构形状和尺寸特征的控制参数变化规律，形成能达到预期要求的功能表面复合成形技术的理论和应用基础，具有重要的理论研究意义和重要的应用价值。

结论摘要：

将金属切削与塑性挤压成形特点有机结合起来，在一次连续切削-挤压成形过程中，使金属层直立和展平，为形成预定要求的特殊功能表面提供了一种新方法。研究了切削-挤压过程的金属变形规律、翅片形成机理及刀具和工艺参数对成形过程的影响规律和控制方法。以刚塑性有限元理论为基础，建立了有限元分析模型，提出了一种基于几何准则和等效应的综合分离准则及一种粘接单元法，解决了模拟过程切屑分离和计算精度问题。进行了全程数值模拟分析，获得了速度场、应力应变场的分布规律及切屑几何参数的变化规律，取得了和加工实验吻合的结果。对切削-挤压过程中刀具与工件的接触关系进行了分析研究，建立了有限元分析模型，通过模拟，得到了工件内部应力、应变分布规律及翅片形成机理和翅片脱落的判据。获得了实现切削-挤压复合成形的刀具结构形成以及成形结构的理论计算公式，得到了不同类型翅片的形成条件和成形范围，获得了翅片几何尺寸的经验公式，发现了成形极限。项目涉及一种无屑复合成形新技术，研究结果的核心是获得了金属不脱离基面，而按预定要求直立和变形的条件，找到了影响成形表面结构形状和尺寸特征的控制参数变化规律，对完善这一新技术具有重要的科学意义。