碳/碳复合材料具有质量轻、强度高、耐磨、耐高温等优异的综合性能，从而广泛应用于航空航天、汽车、生物医学等领域。但碳/碳复合材料由于其独特的物理结构和化学特性，在加工过程中容易发生分层、撕裂、毛刺、拉丝、崩块、回弹等现象，使得材料的可切削加工性差，加工后表面缺陷严重。这在很大程度上阻碍了碳/碳复合材料的发展和应用。因此，如何提高碳/碳复合材料切削加工后表面质量一直是研究的重点和难点。为了解决上述问题，减少加工表面缺陷，提高加工效率，本文采用聚晶金刚石(PCD)立铣刀对碳/碳复合材料进行实验研究和理论分析，主要内容分为以下几个部分。第一章主要介绍了碳/碳复合材料的特点和发展以及应用，对碳纤维复合材料加工研究现状作了概述，最后阐述了本文研究内容和研究意义。第二章从切削机理、表面粗糙度形成机理以及刀具磨损机理三个方面分析了碳/碳复合材料铣削机理。第三章介绍了切削力建模的研究意义和切削力建模方法，通过对刀齿铣削过程分析，建立了铣削力的解析模型。第四章采用PCD立铣刀对碳/碳复合材料进行铣削加工实验，根据实验结果，分析铣削参数对切削力的影响规律，然后结合前面所建立的铣削力解析模型，实现了对切削力的预测，将预测结果与试验结果进行对比表明：铣削力解析模型对切削过程中切削力的变化趋势预测较为准确。第五章采用多因素正交试验方法对碳/碳复合材料进行铣削试验，得出了主轴转速、进给速度、铣削深度和铣削宽度对表面粗糙度的影响规律，通过回归分析方法，建立了碳/碳复合材料试件表面粗糙度的经验模型，可用于预测产品表面质量和分析生产效率。第六章在铣削加工实验的基础上，以铣削加工工艺参数为设计变量，以最小加工时间为优化目标函数，以表面粗糙度为约束条件，建立铣削参数优化模型，分别采用传统优化方法（序列二次规划算法）和现代优化设计方法（遗传算法）对铣削模型进行优化。通过切削参数优化可保证在加工质量的前提下，减少加工成本，提高加工效率。第七章总结了全文的主要研究内容，对碳/碳复合材料铣削研究工作进行了探讨与展望。