高速铣削技术有高效率、高精度的优势，是近些年来迅速崛起的先进制造技术之一。选用合理的铣削参数是发挥高速铣削技术优势的前提。目前，由于没有相对完整的高速铣削参数数据库可供使用，高速铣削技术的一个重要研究领域是针对具体加工过程的铣削参数优化。本文针对球头立铣刀高速精铣3Cr2Mo模具钢的过程，研究了铣削参数对刀具磨损和表面粗糙度的影响，建立了刀具磨损模型和表面粗糙度模型，为合理选用铣削参数提供了依据。在此基础上以最大加工效率和最小加工成本为目标，采用遗传算法优化铣削参数，为实际加工中选用合理的铣削参数提供指导。采用复制测量方法测量球头立铣刀径向磨损，实现了刀具磨损试验过程的连续性和磨损量测量的准确性。进行刀具磨损试验，建立了刀具磨损模型。由模型的显著性检验知：主轴转速、铣削宽度和每齿进给量对刀具磨损影响较大，铣削深度对磨损影响较小。经试验验证模型有较高精度可用于预测磨损量。进行表面粗糙度正交试验，结果表明选用较小的铣削宽度、每齿进给量、主轴转速和适当大的铣削深度可获得较小的表面粗糙度。使用试验数据建立了表面粗糙度二次多项式模型并验证了模型准确性。建立以最大加工效率和最小加工成本为目标，考虑表面粗糙度约束的铣削参数多目标优化模型，使用改进型非劣分类遗传算法求解模型得到较优铣削参数：主轴转速18300~19300r/min，铣削深度0.18mm，铣削宽度0.074~0.077mm，每齿进给量0.072~0.076mm/z。