钛合金在航空航天等领域应用广泛但切削性能差,为了实现钛合金高效、高质量的加工,突破刀具技术及切削工艺的限制已成为先进切削技术研究领域内的热门问题。本文以硬质合金微织构球头铣刀为研究对象,将微织构置入刀具前刀面,进行微织构的设计和制备。建立有限元分析模型,进行刀具强度分析,探讨微织构参数对刀具强度的影响规律。系统分析硬质合金微织构的激光制备技术,搭建实验平台,研究微织构参数对刀具切削性能的影响规律。利用模糊综合评价理论,定量分析刀具的切削性能。本文对微织构球头铣刀的切削加工性能分析及微织构参数的优选,对微织构刀具的高效切削及刀具开发提供基础数据。首先,在球头铣刀前刀面切削区域上进行微织构设计,利用数值模拟方法对微织构球头铣刀进行强度校核分析,探讨不同类型微织构参数对球头铣刀片结构强度的影响,为后续的钛合金铣削仿真和微织构参数优选提供依据。其次,根据钛合金铣削的实验条件,对满足结构强度的微织构球头铣刀进行仿真试验研究,分析讨论不同类型微织构参数对球头铣刀切削加工性能的影响,并对微织构参数进行优选。再次,利用激光加工技术制备微织构球头铣刀,对微织构球头铣刀进行钛合金铣削实验研究,得到了不同微织构参数对切削力的影响规律。分析了不同微织构球头铣刀和无织构球头铣刀随着切削时间下的刀具磨损情况,绘制了刀具磨损与切削力的响应特性曲线、刀具磨损与工件表面粗糙度的响应特性曲线,得出了仿真优选出的微织构参数对球头铣刀的切削加工性能改善效果明显。同时,对比仿真结果和试验结果,得出了仿真结果是准确可靠的。最后,基于多目标决策理论,利用改进的层次分析法对球头铣刀切削加工性能评价指标加权分析。通过钛合金铣削实验,依据最小隶属度原则,结合模糊数学理论,评价微织构球头铣刀铣削钛合金的切削加工性能。