AerMet100超高强度钢具有优异的材料力学性能,是舰载机起落架等重要零部件的关键材料。AerMet l00钢在传统切削过程容易出现断屑困难、刀具磨损严重等问题,为提高难加工材料的工艺性能,激光辅助加工应运而生。激光辅助加工工艺利用高能束加热软化材料,降低材料屈服强度,进而改善材料的切削性能。由于激光辅助铣削尚存在刀具磨损和表面质量（白层）等问题,本文围绕这些问题开展了激光辅助铣削力、温度场和白层厚度预测建模和实验研究。首先,建立了激光预热温度场有限元模型和解析预测模型。基于传热学基本方程,建立了考虑热对流和热辐射对工件边界影响的温度场有限元模型;基于镜像热源法建立了温度场解析模型。开展激光预热工件端测温实验,验证了模型的准确性。基于实验和预测模型,分析了激光功率、光斑大小、入射角度对工件温度场的影响规律。其次,建立了综合考虑刀具磨损与材料软化效应的激光辅助铣削力解析模型。该模型中的瞬态切削力受到剪切、犁耕及后刀面磨损综合作用。基于Johnson-Cook模型和斜角切削理论,求解了激光加热和塑性流动综合作用下的剪切流动应力,通过激光辅助铣削力实验,验证了本模型的准确性。分析了刀具磨损、激光功率对铣削力的影响规律。提出了考虑刀具磨损的激光辅助铣削白层厚度解析预测方法。建立考虑剪切作用、犁耕作用及后刀面磨损作用的机械应力场,推导受弹性应力应变和塑性应变影响的AerMet100钢相变温度场,将工件瞬态温度场与相变温度场对比,最终建立白层厚度解析预测模型。通过激光辅助铣削白层观测实验,验证了本模型的准确性,同时分析了刀具磨损、激光功率、进给速度及刃口圆弧半径对白层厚度的影响规律。最后,为了降低观测刀具磨损、白层厚度的时间和成本,建立了基于卷积网络的激光辅助铣削白层厚度混合驱动模型。基于白层厚度解析预测模型制作样本标签,推导构建了多空间特征和Inception模块,建立了切削力信号-白层厚度的映射关系。对比分析了多空间特征、Inception模块及平均幅值标准化对模型精度或效率的提升。