小直径铣刀高速铣削淬硬钢在模具行业中已成为一种新的加工工艺，其优点正是解决了传统加工中周期长，效率低，消耗成本高等一系列问题，是一种高效的具有光明前景的新型加工工艺。　　 本研究针对小直径铣刀在模具加工中的实际加工工艺，从切削理论，切削力以及振动等方面，研究了Ф2 mm硬质合金TiAlN涂层球头铣刀加工45＃淬硬钢（52HRC）空间曲面的动力学特性。　　 本论文通过对小直径球头铣刀沿曲面“爬坡”和“下坡”铣削加工的实验，研究了各种切削参数对切削力和振动的影响；在深入分析切削力数学模型的基础上，修正了由于刀具工作刃切削速度的改变而引起的切削力的变化系数；以实验数据为样本，应用BP神经网络建立了小直径球头铣刀高速铣削淬硬钢圆弧曲面的切削力预测模型。以主轴转速、刀具悬伸量、进给速度、轴向切深为约束，以材料去除率、切削力、振动幅值为目标，采用二次规划法对切削参数进行优化。　　 通过以上研究，获得的研究成果和主要结论如下：　　 1、沿曲面“下坡”铣削和“爬坡”铣削加工，由于曲面外法线方向变化使得切削力大小和方向产生交互变化，而等高加工切削力相对比较平稳。在条件允许的情况下，应优先选用垂直层间下刀的等高加工方式。　　 2、在沿0°到90°连续变化曲面加工中，当斜面角度α、刀具半径r、轴向切深Ad三者满足1-Ad/r=cos2α关系时，刀具对称分布的切削刃同时参与切削，其径向力可以相互抵消，产生的抗力主要为轴向力Fz与扭矩M，此时切削刃的线速度最低。由于铣刀结构的特点，当这种状态持续太久，容易造成刀具顶端发热，排屑困难，影响工件表面质量，也容易造成刀具的破损。所以，固定角度斜面加工时，参数的确定要避免出现上述情况。　　 3、“爬坡”顺铣加工中切削力比“下坡”逆铣铣削加工中的切削力要小，但振动正好相反。由于数控机床的传动间隙小，精加工时工件表面无硬皮，加工振动小，所以曲面精加工时建议采用“爬坡”顺铣。　　 4、研究发现对切削力影响的加工参数由大到小依次为：轴向切深、进给量、径向切深、曲面半径、主轴转速、刀具悬长。对振动的影响由大到小依次为：主轴转速、刀具悬长、轴向切深、进给量、径向切深。　　 5、依据实验结果设计训练和检测神经网络的样本集，通过引入弹性梯度下降法来提高神经网络的收敛速度和精度，实现了对切削加工过程中切削力的预测和仿真。实践证明，预测的误差值除极个别稍大外，大部分都在5％以下。可见，采用非线性神经网络对随机的非稳态、高度非线性切削过程中切削力的预测是可行的。可以通过神经网络模型预测切削力，实现对切削加工参数的优选。　　 6、本实验条件下切削参数优化结果为：n=5216 r·min-1； Vf=350 mm·min-1；Ad=0.073mm； L=13mm。