高速切削作为现代先进的制造技术,具有显著的优势。铣削在切削加工中占有很大的比重,不等齿距立铣刀因为齿间角不等的特性,可以减小铣削加工过程中的振动,动态性能较好,故被广泛应用于高速加工中。但是,不等齿距的特性引起了立铣刀质心的偏移,在高速工况下,会引起一定的离心力,造成刀具的自激振动,降低了立铣刀的寿命和工件表面质量。此时,不等齿距立铣刀相较于等齿距立铣刀,其稳定性反而变得更差。故不等齿距立铣刀的动平衡问题必须得到我们的重视。同时刀具磨制技术也阻碍着不等齿距立铣刀的广泛应用,故在不牺牲不等齿结构的基础上,怎样提高这一类刀具的动平衡性能,且实现精确磨制具有重要的意义。因此,在面向实际制造的基础上,本文优化设计一种理论上趋于动平衡的不等齿距立铣刀,并通过仿真和实验手段,验证优化的有效性,形成高稳定性不等齿距立铣刀设计-优化-磨制-应用一体化技术,这为不等齿距立铣刀在高速铣削加工中的应用推广提供了技术支撑。首先,运用逆向思想,借助坐标系转换和投影变换等方法,研究磨制轨迹,推导基于制造过程的不等齿距立铣刀磨制方程,计算得出立铣刀棒料砂轮相对位姿和砂轮转角,为接下来立铣刀结构设计优化和后续刀具实际制造奠定理论基础。其次,利用动平衡原理,在推导得出的不等齿距立铣刀容屑槽端截面具体形状的基础上,计算整体式不等齿距立铣刀的质心偏移量方程;运用粒子群优化算法对容屑槽部分进行优化,通过改变砂轮转角来控制容屑槽的去除量从而达到减小立铣刀质心偏移量的目的;并通过Solid Works质量分析功能证明方程的准确性,验证优化的有效性。然后,将等容屑槽不平衡立铣刀和不等容屑槽相对平衡的立铣刀模型导入到仿真软件中,进行模态和谐响应分析。讨论网格单元大小对仿真结果的影响,选择最为理想的网格单元大小,得出结果并进行对比分析,通过比较两立铣刀在同一阶模态下的振型、固有频率、最大变形量和响应位移,再次验证优化后立铣刀动平衡性能得到了提升。最后,在刀具磨制仿真软件NUMROTO中选择人工磨削路径的方案,输入棒料砂轮相对位姿和砂轮转角具体参数,模拟出磨制立铣刀的具体轨迹。在五轴磨床上磨制出两把不等齿距立铣刀实物。对两立铣刀进行精度和动平衡检测实验,进一步验证磨制和质心偏移量方程的精确性。在高速工况下进行铣削对比实验,揭示质心偏移量对不等齿距立铣刀加工稳定性的影响,为全文立铣刀的设计优化提供证据支持。