钛合金具有一系列优良的性能,在各工业领域特别是航空航天领域得到越来越广泛的应用。同时,钛合金的热导率低、弹性模量小、化学活性高,易导致刀具的严重磨损,是一种典型的难加工材料。因此如何提高其加工效率已成为迫切需要解决的问题。研究表明,高速加工是解决这一难题的有效方法之一。论文结合湖南省科技计划项目(05GK3021)和湖南省自然科学基金项目(05JJ30080),在对国内外高速加工以及钛合金高速铣削的发展现状进行深入调查研究的基础上,对钛合金TC4的高速铣削机理与工艺进行了比较系统的理论和实验研究,主要完成了以下几方面的工作:通过解析法建立了立铣刀铣削加工时的铣削力模型;通过单因素实验,分析了高速铣削钛合金TC4时铣削参数(主轴转速、铣削深度)对铣削力的影响规律,拟合了铣削合力的单因素经验公式;通过正交实验,分析了高速铣削钛合金TC4时铣削参数对铣削力的综合影响,建立了各分力的铣削力预测模型;通过单因素实验,分析了高速铣削钛合金TC4时铣削参数(铣削速度、铣削深度和进给量)对工件表面粗糙度的影响规律,拟合了表面粗糙度的单因素经验公式;通过正交实验,分析了高速铣削钛合金TC4时铣削参数对工件表面粗糙度的综合影响,建立了表面粗糙度的预测模型;针对通过扫描电镜所观察到的切屑新现象,采用绝热剪切理论进行分析,提出了自己对高速铣削钛合金TC4时切屑形成机理的见解。本文的研究表明:1、高速铣削TC4具有铣削力减小,工件表面粗糙度较低的显著优点,加工时应根据工艺条件合理选择切削用量,在保证加工质量的同时,取得加工效率和生产成本的平衡。2、在扫描电镜下观察高速铣削钛合金的切屑照片,呈锯齿状,切屑内部的局部应力突变导致切削层金属发生了以剪切滑移为主的塑性变形,属于典型的绝热剪切,且其绝热剪切带宽度与铣削参数相关。本研究对高速铣削机理的研究不仅有一定的理论价值,而且具有一定的工程应用价值。实验中所获得的加工数据和结论对下一步建立高速铣削工艺数据库有一定的参考意义。