铝合金由于具有低密度、优良的导热性、导电性、高耐腐蚀性、高摩擦系数、低熔点等优良的物理和热学性能以及多种表面处理工艺,已成为常用的航空、汽车材料。切削加工中球头铣削被用来制造型腔、模具、叶轮、涡轮叶片以及其他具有复杂型面的零部件,广泛应用于航空航天、生物医学以及汽车制造领域。微细加工必然要求球头铣削加工方法微细化,以加工微小型元件如微叶轮,然而微细加工不仅是常规加工的尺度下降,还会产生一些微细加工的特性如尺度效应等。因此有必要深入研究微细球头铣削的加工机理。本文针对铝合金材料的微细球头铣削加工,基于SPH方法建立仿真模型结合试验进行了研究,主要研究内容如下:(1)Al7075-T651材料的二维正交切削仿真研究。基于SPH方法,应用ANSYS/LSDYNA工程软件针对Al7075-T651材料展开正交切削仿真研究,通过反复修正仿真模型参数,将仿真预测的切屑形貌和切削力等结果与该领域已有的研究成果对比,获得了一个计算效率和仿真精度较为合理的仿真模型。通过该模型对Al7075-T651材料正交切削条件下的最小切削厚度进行了研究,同时研究讨论了摩擦系数对仿真预测结果的影响。(2)针对Al7075-T651材料,基于SPH方法建立微细球头铣削仿真模型。考虑三维仿真的建模复杂性,使用逆向工程技术建立了球头铣刀刀具模型,结合正交切削仿真研究基础,建立了三维球头铣削仿真模型,通过相同加工条件下仿真与试验的切削力、切屑形貌对比,验证了球头铣削仿真模型。(3)结合微细球头铣削试验,分析了加工参数对切削力的影响规律;结合每齿进给量单因素试验,分析了微细球头铣削中的尺度效应。结合SEM照片,分析了微细球头铣削的切屑形貌和已加工表面形貌。