为满足现代航空航天产品高强度、高耐热性和结构紧凑等要求,铸造钛合金整体结构件在此类产品上的应用越来越广泛。然而,此类零件在机加工过程中容易产生让刀现象,钛合金的难加工性会使刀具磨损加快,材料的去除使结构件应力重分布,这些因素都会导致结构件产生较大的加工变形。本文以ZTC4铸造钛合金整体结构件为研究对象,采用实验和有限元仿真相结合的方法,研究了退火及应力重分布、切削载荷、刀具磨损等因素对结构件加工变形的影响,并提出了变形控制策略。完成的主要工作如下:1.通过单因素实验研究了各切削参数对切削力、切削温度的影响规律,并建立了经验公式。利用正交试验研究了刀具磨损与切削速度、每齿进给量、切削宽度的关系,指出在研究参数范围内,每齿进给量对刀具后刀面磨损影响最为明显,建立了后刀面磨损量与切削用量和时间的经验公式。2.利用有限元仿真和实验相结合的方法,研究了圆盘零件的退火热处理过程,建立了ZTC4钛合金退火热处理的有限元仿真模型。基于该模型,研究了结构件的退火热处理过程并建立了其初始应力场。3.基于有限元仿真,分别研究了退火及应力释放、切削载荷、刀具磨损对加工变形的影响规律,并耦合上述因素获得了结构件变形的预测值;利用三坐标测量机测量实际加工结构件最终变形量,对比仿真结果,验证了有限元模型的准确性。利用遗传算法进行了加工参数的优化,提出了刀具补偿的方法来减小加工变形,通过有限元仿真,验证了优化后的参数和补偿后的路径确实能控制变形。