随着我国航空航天、船舶、汽车、兵器、医学、建筑等行业的快速发展,钛合金因其具有优良的性能,使得其在这些领域中得到了高度重视和广泛应用。TC4是航空航天工业中广泛应用的难加工材料之一,研究应用于钛合金高速铣削加工技术,研究如何提高切削加工效率和加工表面质量具有重要理论意义和实际应用价值。本文以钛合金TC4材料为研究对象,采用理论、仿真和实验相结合的方法,重点研究钛合金高速铣削加工时铣削加工理论模型的建立,以及铣削力和表面粗糙度随加工参数的变化规律及其加工参数的合理选择。论文主要研究内容具体如下:（1）基于刀具轮廓复现理论建立端铣平面表面几何形貌模型,研究了进给量、进给行距以及主轴回转偏心和轴向窜动对表面几何形貌的影响。（2）基于不等分剪切区模型和斜角切削理论,采用离散-微元-积分的方法建立钛合金加工铣削力理论模型。研究了不等分剪切区剪切流动应力和温度的分布规律以及加工参数对铣削力理论模型的影响规律。（3）对钛合金加工过程进行有限元仿真分析,研究了铣削过程中周向和轴向不同单元的应力和温度变化规律,重点分析了应力场、温度场的分布以及切削力产生过程,分析了加工参数对铣削力和温度的影响。（4）构建铣削力实验平台,开展了钛合金铣削试验,验证了铣削力理论模型的正确性和有限元模型的准确性。利用单因素试验数据,研究了表面粗糙度随加工参数的变化规律;基于正交试验数据,通过最小二乘方法拟合建立了表面粗糙度经验模型。（5）基于遗传模拟退火算法建立了钛合金铣削加工参数优化模型,分别以最大材料去除率、最小表面粗糙度以及两者共同作用的双目标函数为优化目标,以机床、刀具和切削用量为约束,利用遗传模拟退火算法优化加工参数,从而得到不同目标应采用的最优加工参数组合。本文对钛合金铣削过程中的表面形貌和铣削力以及参数优化的研究,为深入研究钛合金加工参数对表面粗糙度、铣削力提供了一定的理论依据,还为实际生产中合理选择加工参数提供参考。