因高比强度、低密度与热膨胀系数等优点,TC4钛合金在微波组件电子封装领域的应用受到重视。但在薄壁、复杂外形TC4钛合金电子封装壳体加工中,常常发生加工变形,成品率降低。因此,开展TC4钛合金机加工前工艺优化研究,改善组织结构,提高机加工性能与成品率,具有重要价值。本文首先对加工变形量大的TC4钛合金坯料进行显微组织及力学性能测试分析,找出其加工质量不合格的原因。其次,对该批次TC4钛合金坯料进行不同制度下的热处理,开展不同热处理态TC4钛合金显微组织结构和性能研究,以及铣削加工性能评价,并结合有限元仿真,最终确定最佳的热处理工艺方案。TC4钛合金壳体铣削加工变形的主要原因是存在条状组织,各向异性明显,内应力大;同时,TC4薄壁刚度较低,在铣削力与内应力的共同作用下,发生变形。随着退火温度的升高,TC4钛合金中的条状组织逐渐减少,900℃退火时基本消除,α相等轴晶明显长大,β相晶粒均匀地沿α晶界断续分布,强度、硬度及塑性适中。900℃正火态TC4钛合金为由初生α等轴晶和β相转变组织共同构成的双相组织,强度、硬度较高,塑性较低。930℃淬火态（固溶）TC4钛合金的组织形态为在网篮状α’马氏体基体中分布细小初生α相等轴晶粒,强度、硬度进一步增加,但塑韧性更低。对淬火态TC4钛合金进行530℃回火处理后,其中的α’和残余β’发生分解,但网篮状结构仍然保留,初生α相晶粒仍呈等轴状,少量的β相弥散分布,强度、硬度最高,塑韧性最低。随着退火温度升高,TC4钛合金中的等轴晶粒长大,切屑锯齿化程度（Gs）、加工变形程度和表面粗糙度均先下降后上升,900℃退火状态下,切屑Gs最低,加工变形程度最小,表面粗糙度最低,工件加工质量最佳。固溶及时效处理后的TC4钛合金内应力较大,铣削力也大,铣削加工后变形严重,不符合产品的质量需求。利用ABAQUS软件建立Johnson-Cook本构参数A、B、m、n与铣削加工后TC4钛合金壳体侧壁最大Mises应力的线性拟合关系,反求得到不同热处理态TC4钛合金的本构参数,并进行铣削仿真。结果表明,900℃退火TC4钛合金铣削变形程度最低,与实验结果相一致。同时,也验证了本研究本构参数选取的合理性,为TC4钛合金机加工仿真模拟提供数据支持。