钛合金因具有强耐热、高比强度、低密度等特性而被广泛地运用到航空、医疗等高科技领域,但这种材料不仅价格昂贵,而且属于典型的难加工材料。钛合金在高速铣削加工过程中,其表面质量容易受到损害,若等铣削加工结束之后才发现产品的表面质量不合格,不但返工率高,而且资源浪费严重。因此,如何实现在铣削加工过程中发现钛合金工件的表面质量问题,并及时采取补救措施始终是机械加工领域的研究热点。本文以实现铣削过程中自动控制钛合金表面质量的重要衡量指标——表面粗糙度为目的,设计了铣削钛合金表面粗糙度的实时监测与自适应控制系统,同时,经过理论推理后结合仿真试验对钛合金表面粗糙度实时监测与自适应控制系统的可行性与有效性进行了验证,得到以下研究成果:首先,通过DEFORM-3DTM软件建立铣削钛合金模型,借助位移场计算表面粗糙度的方法,计算得到钛合金表面粗糙度的值,并通过分析发现在高速铣削情况下,钛合金的表面粗糙度与主轴转速之间存在相应的数学关系,为后文的研究提供了数据和逻辑推理基础。然后,经过对设计表面粗糙度实时监测与自适应控制系统进行需求分析之后,选择干涉式同轴3D位移测量仪来在线实时监测表面粗糙度,并分析了干涉式同轴3D位移测量仪的测量原理,同时提出了测量仪的安装方案和切屑处理方案。最后,以电主轴的动态数学模型为基础,设计了兼有PID控制器和模糊控制器优点的电主轴模糊自适应控制器,并验证了控制器的可行性和稳定性,接着对表面粗糙度实时监测与自适应控制系统的工作原理进行了逻辑推理,通过自适应控制铣削仿真试验,验证了铣削过程中表面粗糙度实时监测与自适应控制系统的可行性和有效性。本文设计的电主轴模糊自适应控制器能通过控制主轴转速自适应调节表面粗糙度,为铣削过程中表面粗糙度的实时监测与自适应控制提供了理论基础。