骨铣削是骨手术中很重要的环节之一。铣削过程中加工参数影响着铣削力和表面粗糙度的变化,铣削力过大容易导致骨裂纹的产生。骨裂纹和表面粗糙度影响了骨表面质量的优劣,骨表面质量较差会导致了人骨与植入物不能进行很好的配合。为了减小骨铣削过程的铣削力和降低骨表面粗糙度,使骨手术后的骨表面质量更优。本文引入了超声振动辅助骨铣削技术,从理论上对超声振动辅助铣削皮质骨的运动和机理进行了分析,并通过试验对比研究了普通铣削和超声振动辅助铣削皮质骨的铣削力、骨屑形态、骨裂纹和表面粗糙度。通过试验得到超声振动铣削参数对铣削力和表面粗糙度的影响趋势,最后利用遗传算法对超声振动辅助铣削皮质骨的铣削力和表面粗糙进行了多目标优化,具体的研究内容如下:（1）分析了普通铣削和超声振动辅助铣削过程,从而获得了切削刃选定点轨迹的运动学模型,分析了超声振动辅助铣削的分离特性;然后对轴向超声铣削的速度特性进行分析,得到了超声振动辅助铣削的刀-屑分离特性产生的条件和临界铣削速度。（2）通过理论分析了超声振动辅助铣削的铣削分力,然后搭建了超声振动辅助骨铣削试验平台,进行铣削试验。首先通过单因素试验对比普通铣削和超声振动铣削的铣削力、切屑形态、骨裂纹,验证了超声振动辅助铣削存在的间歇切削特性可以降低铣削力,然后研究了超声振动铣削参数在相同皮质骨厚度下对铣削力的影响规律。通过扫描电子显微镜（SEM）对已加工的骨表面进行观测,获得铣削力与骨裂纹之间的影响规律。（3）分析了超声振动辅助铣削骨材料的去除机理,建立了超声振动辅助铣削的表面粗糙度经验模型。搭建测量平台对骨表面粗糙度进行测量,对比两种加工方式的骨表面粗糙度,研究并分析了超声振动铣削参数在相同皮质骨厚度下对表面粗糙度的影响规律。（4）通过Minitab软件设计Box-Behnken试验方案,通过超声振动辅助骨铣削试验平台和表面粗糙度的测量平台对铣削力和表面粗糙度进行测量,获得试验数据。基于试验数据建立超声振动铣削参数与铣削力和表面粗糙度的二次回归预测模型,对其进行响应面分析,获得因素之间的影响规律;通过对试验结果进行方差分析,得到了超声振动铣削参数对铣削力和表面粗糙度的影响权重。基于二次回归预测模型使用遗传算法进行多目标优化,以最小铣削力和最小表面粗糙度为目标优化超声振动铣削参数。