在铣削加工过程中,受铣削振动和刀齿误差的影响,在工件已加工表面的不同位置处所形成的加工表面形貌结构存在差异。已有的加工表面形貌表征方法,不能完整的反映出已加工表面形貌结构特征,无法揭示已加工表面形貌分布特性及其形成过程。本文在国家自然科学基金项目“高能效铣刀非线性摩擦动力学磨损多尺度耦合作用机理(51875145)”支持下,对已加工表面进行划分,研究已加工表面形貌单元结构。建立铣削振动影响下铣刀及其刀齿切削运动关系模型,提出已加工表面形貌单元解算方法,分析铣刀误差、切削参数和铣削振动对加工表面形貌分布的影响特性,为工艺控制方法提供理论依据。首先进行立铣刀铣削加工表面形貌实验,并对控制变量进行提取,提出铣刀刀齿误差度量方法,构建铣刀刀齿误差分布序列。提取实验获取的铣削振动加速度信号,表征铣削振动行为特性。对已加工表面进行检测,识别并提取已加工表面形貌峰高、谷底之间的轮廓特征点,以相邻峰高之间的结构为已加工表面形貌单元,利用其轮廓特征点,采用高次多项式构建已加工表面形貌轮廓曲面,对已加工表面形貌进行表征。依据振动作用下铣刀及其刀齿相对于工件的切削运动关系,提出铣刀及其刀齿瞬时切削位姿解算方法,揭示铣削振动对铣刀及其刀齿瞬时切削行为的影响特性。采用微元法,进行铣刀铣削微元划分,求解参与切削的切削刃任意点运动轨迹,提取相邻刀齿切削运动轨迹之间的特征点,重构已加工表面形貌轮廓曲面并进行实验验证,揭示铣削方式、切削参数、刀齿误差及铣削振动对已加工表面形貌分布特性的影响。采用正交分析法,结合加工表面形貌仿真方法,对铣刀刀齿误差分布、切削参数和铣削振动影响下的已加工表面形貌进行分析,揭示铣刀刀齿误差、切削参数和铣削振动对已加工表面形貌分布的影响,为实现加工表面形貌分布控制提供依据。依据正交分析结果,以已加工表面形貌分布一致性为设计目标,已加工表面形貌轮廓曲面方程特征参数为设计变量,铣刀刀齿误差、切削参数为约束条件,结合铣刀刀齿误差、切削参数和铣削振动对已加工表面形貌分布的影响特性分析,提出铣削加工表面形貌分布一致性设计方法。提出铣削加工表面形貌分布一致性评判方法,通过铣削实验,采用改进的灰色关联分析算法,验证加工表面形貌分布一致性工艺设计方法的准确性。