面铣刀作为典型的高速断续铣削刀具,已广泛应用于航空航天、汽车等领域钛合金、钢铁、铝合金等多种材料的加工。面铣刀在高速旋转过程中会产生高强度噪声,可达100dB-110dB以上,对操作人员健康和设备安全运行非常不利。因此,研究高速面铣刀气动噪声产生机理进而降低面铣刀气动噪声具有实际应用价值。流场研究是进行气动噪声研究的基础,本文结合数值分析及实验测量对面铣刀气动流场及气动声场展开研究,分析气动噪声源的形成机理及气动声学特性,并探索降低面铣刀气动噪声的方法。研究成果可为低噪声面铣刀的研制及应用提供理论依据。首先,通过搭建高速面铣刀空转噪声测试平台,对两种面铣刀在不同主轴转速下的空转噪声进行测试,研究不同主轴转速下的空转噪声频谱特性及声压随时间的变化规律。通过对比主轴噪声与机床总噪声,分离出仅由面铣刀高速旋转产生的气动噪声,研究结果表明,偶极子声源是面铣刀气动噪声主要声源,面铣刀气动噪声包括宽带噪声和离散噪声,宽带噪声随频率变化波动不大且分布在较广的频率段内,是面铣刀气动噪声的重要成份。其次,建立面铣刀三维实体模型,采用CFD (Computational Fluid Dynamic)技术对面铣刀流场进行模拟计算。在定常及非定常条件下分别采用RNG (Renormalization Group) k-ε及LES (Large Eddy Simulation)湍流模型对面铣刀运行于不同主轴转速时的流体运动情况进行详细分析及总结,同时对面铣刀表面不同观察点处的脉动压力进行研究。为高速面铣刀噪声预测模型的提出及气动噪声传播机理的研究奠定了基础。然后,结合CFD模拟结果,基于FW-H (Ffowcs Williams Hawkings)方程建立高速面铣刀气动噪声预测模型,将理论预测结果与实验测试结果进行对比,验证气动噪声预测模型的正确性。数值计算面铣刀不同区域声源产生的气动噪声,分析各声源产生气动噪声的机理,评估各声源对气动噪声的贡献量。研究面铣刀气动噪声指向性,研究结果表明：面铣刀气动噪声是观察点与面铣刀中心径向距离的函数,在水平面内没有明显变化,而在面铣刀轴向具有明显的噪声指向性。最后,基于高速面铣刀气动噪声预测模型,研究面铣刀直径和高度、齿数、齿距布置及容屑槽结构等几何要素对气动噪声的影响规律。研究结果表明：而铣刀气动噪声随着刀具直径的增大而增加但增加量逐渐减小。不等齿距布置能够改变铣刀气动噪声声能分布,降低旋转频率处声压级,有效拟制‘啸声’。齿数是影响气动噪声的重要因素,气动噪声随着面铣刀齿数变化呈现非单调的变化规律。通过分析不同结构容屑槽区域产生的气动噪声及其总压分布,发现容屑槽结构及体积是影响高速面铣刀气动噪声的重要因素。