在航空航天制造领域，航空铝合金零部件是数量最多、制造任务最重的加工对象，其高效加工使用的高端硬质合金刀具多数需要进口。由于我国航空铝合金加工专用硬质合金刀具的研究起步较晚、发展滞后，材料研发、刀具设计以及制造装备技术整体水平不高，尤其缺乏针对不同航空铝合金零件加工用硬质合金刀具从切削机理分析、几何结构设计、磨制技术、加工参数优化整个过程的全链条式研究。本文针对航空铝合金7075加工用硬质合金刀具的磨制机理、刀具铣削性能、刀具几何结构与加工参数优化等方面进行贯通性应用基础研究尝试，为航空铝合金7075加工用硬质合金刀具的合理开发与使用提供理论依据。　　在硬质合金材料的磨削机理方面，采用单颗磨粒磨削模型研究磨粒粒度、磨削深度、磨削速度与磨削力的关系，并提出磨粒随机分布的虚拟砂轮建模方法，建立了多颗磨粒共同磨削硬质合金材料的磨削模型，对该模型的磨削力进行预测与试验验证。结合新建多颗磨粒磨削模型与机床有限元模型，采用耦合仿真法建立了金刚石磨削硬质合金过程中的机床-工艺之间的交互作用模型，对磨削力与机床砂轮端面的轴向变形进行动态交互耦合研究与仿真，提高了磨削力的预测能力，更真实地反映了磨削过程。基于电机功率反馈监控技术，设计了磨削力自适应控制方案，并验证了方案的可行性。　　对磨制硬质合金刀具的工艺与加工误差补偿进行研究。分析硬质合金刀片与整体硬质合金铣刀的刃磨工艺，对用于端面磨削的金刚石碗形砂轮进行热力耦合分析，研究砂轮热力耦合变形对加工精度的影响。在此基础上提出了一种原位检测硬质合金刀片加工误差、自动补偿的方法，提高了产品的制造精度。　　建立硬质合金圆柱螺旋立铣刀的瞬态刚性切削力预测模型。通过槽铣试验，对瞬态切削力模型的切削力系数进行辨识，分析铣削参数、铣刀几何参数和冷却液对切削力系数的影响规律，建立包含轴向切深的变切削力系数模型。对比模型预测值与试验数据，验证新建切削力模型的准确性。　　研究硬质合金刀具几何结构参数对铣削航空铝合金7075切削力、切削温度的影响规律，并以此为判据分别建立了铣削航空铝合金7075的切削力、切削温度的新模型，它们在传统经验模型的基础上增加了刀具几何结构影响因子。同时，研究铣削加工参数（铣削速度、每齿进给量、轴向切深、径向切深）对切削力、切削温度的影响规律。开展铣削试验，验证了切削力新模型具有较好的预测能力以及加工参数变化对切削力影响规律的准确性。　　以加工航空铝合金7075专用硬质合金刀具为研究对象，分别以切削力、切削温度为目标函数，采用遗传算法对刀具的几何结构参数进行优化。同时，对铣削加工参数进行优化，分别以产品表面质量、刀具寿命、材料去除率和加工成本为四个优化目标，采用线性加权法建立可变综合优化目标函数，通过改变权值来调整优化目标以确保优化的加工参数符合不同的加工需求;同时以与机床、刀具和工件相关的共13个约束函数来保证优化的结果符合实际生产技术要求。在这两个独立优化过程的基础上，提出了刀具几何结构参数与加工参数共同优化模型，实现同时获得指定优化目标下刀具的最佳刀具几何结构参数和最优铣削加工参数。