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铝合金的高速铣削是高速切削技术的重要应用领域之一，切削参数的优化是关系到加工效率和加工经济性的重要研究方向，也是研究高速切削机理和工艺的目标之一。本文通过试验优化法对两种铝合金材料和两种复合材料的高速铣削参数进行了优化；首先采用多因素的正交试验分析了各因素对高速铣削过程中三个目标值的影响；然后通过多步骤的单因素试验探讨了通过调整刀具长度以便利用切削过程的波瓣图的稳定性效应，发现增加刀具长度可以提高金属去除率；进而结合生产常用刀具画出了三种材料切削过程的稳定性波瓣图；分析了切削过程的三种状态下切屑形状的变化机理。对影响刀具磨损和切削温度的主要因素也进行了单因素的试验，验证了切削温度守恒定律。最后通过高速切削过程中残余应力的变化比较了优化区间内的残余应力。