钛合金凭借其优良性能在航空航天领域中得到了广泛的应用,为获取轻质量与高强度的结构件航空航天领域广泛采用了整体式薄壁件,因此钛合金薄壁件在航空航天领域受到广泛关注。然而钛合金又是一种典型的难加工材料,航空航天领域的整体薄壁结构件刚度低、材料去除量大且精度要求高,因此钛合金薄壁件加工难度极高。在钛合金薄壁件精加工过程中,侧铣加工是一种常见加工手段,同时广泛地应用整体式铣刀,其刀具侧刃结构参数成为保证刀具寿命、控制工件质量与提高加工效率的主要因素。因此研究整体式铣刀侧刃参数对钛合金薄壁件精加工过程中切削性能的影响进行分析,进而完成整体式铣刀侧刃参数设计具有重要的意义。首先,基于金属切削原理以及有限元仿真理论,将三维铣削过程等效简化为正交切削过程。基于AdvantEdge FEM有限元物理仿真平台,探索金属切削有限元仿真模型的关键技术,建立可反映刀具切削刃结构的金属切削加工模型。通过仿真试验观察金属切削过程,通过切削力实验验证有限元模型的准确性与可靠性,为刀具结构参数分析以及整体式铣刀结构设计提供理论基础。随后,基于建立的有限元仿真模型,采用单因素试验法,研究钛合金薄壁件精加工过程中,以刀具前角与刀具后角为代表的刀具几何角度对切削过程的影响规律。同时结合理论分析法,研究刀具螺旋角对刀具实际切削过程几何参数和铣削加工过程中均匀性的影响规律。进而选择适宜的刀具几何角度参数。同时,将前文建立的二维铣削过程有限元物理仿真模型同单因素试验法相结合,研究钝圆刃的钝圆半径和倒棱刃的倒棱角度、倒棱宽度为代表的切削刃结构参数对钛合金精加工过程的影响规律,选择适宜的切削刃结构参数。最后,选择以倒棱刃刀具为设计研究对象,选择前角、后角、倒棱角度以及倒棱宽度4个具有代表性的刀具结构参数作为可控因素,基于前文建立的金属切削有限元仿真模型,应用田口法进行多目标优化,完成面向钛合金薄壁件侧铣精加工需求的整体式铣刀刀具结构的设计工作。