奥氏体不锈钢材料以其高强度、耐热、耐腐蚀等特点,广泛应用在航空航天、化工、石油、建筑和食品等工业领域；然而该类材料在切削加工中变形抗力大,加工硬化严重,导致刀具磨损、破损严重。本文针对奥氏体不锈钢的难加工性,为提高不锈钢加工质量和加工效率、降低生产成本,通过实验优化了面铣精加工304奥氏体不锈钢切削用量,对加工表面粗糙度、切削力、主轴加速度、刀具寿命以及刀具失效机理进行了详尽的研究。在此基础上,为了进一步优化切削过程及参数,结合实验结果建立了面铣削动力学模型,对系统稳定域进行了求解,并通过建立有效的AdvantEdge三维有限元仿真模型,对切削温度进行了分析。本研究选取表面粗糙度、切削力及主轴加速度作为优化指标,对面铣奥氏体不锈钢的切削性能进行了研究。由正交实验结果分析后得到了一组优化后的最佳切削参数范围,分别为切削速度v:120-160m/min,每齿进给量fz:0.08-0.12mm/z,轴向切深ap：0.6-1mm,径向切深ae:32-40mm,最佳刀具悬长为50mm。实验发现不同因素对加工表面粗糙度、切削力和主轴加速度的影响程度各不相同,综合结果发现切削速度对三者均有较大影响,且切削速度不宜过高,每齿进给量与轴向切深的影响次之,径向切深影响较小实验测得了不同切削用量下的刀具寿命,并对刀具磨损机理进行了分析,在不同的切削速度下得到了不同的刀具磨损曲线。在低速时刀具磨损过程存在初期磨损、正常稳定磨损与急剧磨损三个磨损阶段；在较高速度时刀具磨损过程基本呈线性规律。切削参数v=80m/min, fz=0.08mm/z, ap=0.6mm时刀具寿命最高,v=200m/min, fz=0.08mm/z, ap=1mm时材料去除体积最大。不同的切削参数下刀具前刀面磨损轻微,后刀面磨损严重,刀具失效形式为边界磨损,后刀面磨损包含磨粒磨损、粘结磨损、氧化磨损及扩散磨损。为进一步优化切削过程,建立了奥氏体不锈钢面铣削动力学模型,并运用Matlab/Simulink工具实现了对切削力与振动信号的预测,通过切削力实验结果与预测结果的对比证明了该动力学模型的有效性。为了提高铣削过程的稳定性,对稳定域进行了求解,结果表明每齿进给量为0.08-0.12mm/z、径向切深为35-45mm、刀具悬长为50mm时,切削速度在80-240m/min内,轴向切深在小于1.2mm内选取较为合适。利用AdvantEdge有限元仿真软件,建立了面铣削奥氏体不锈钢三维有限元仿真模型。切削力及切屑仿真结果与实验结果基本相符,证明了所建模型的有效性。运用该仿真模型,对不同参数下切削温度进行了分析。结果表明切削区最高温度区域分布在刀具刀尖附近；刀具的前刀面、后刀面及刀具内部温度分布则呈现明显的梯度变化；沿刀具切削刃切削温度分布着两个峰值,而两峰值出现的区域也是实验过程中刀具磨损剧烈区域；切削温度在刀齿切入切出过程中,变化剧烈,存在周期性的热冲击；切削温度随着切削速度、每齿进给量及轴向切深的增加而升高；切削温度随着轴向前角与径向前角的增加先降低后升高,较优的轴向前角为20°,径向前角为0°。