微铣削加工是指在精密与超精密机床上,利用微铣刀对工件进行微量去除,并获得微小尺度结构或零件的微加工技术。它兼具数控加工和微机电系统技术的特点,工件的加工特征尺寸通常在1微米至1毫米之间,广泛应用于航空航天和电子通讯等领域。微铣削加工具有加工材料及结构适应性强、效率高、成本低的特点及技术优势,已经成为实现三维复杂曲面加工的有效途径。相比于常规铣削的加工方式,针对微铣削加工的研究还要面临一些亟需解决的关键问题,如微细切削刃的尺寸效应、超高转速下的多刃断续切削和迅速的刀具磨破损等现象。刀具磨损是影响工件加工精度和效率的主要因素之一。论文基于微铣削加工过程的切削机理以及刀具磨损机理,以通用微铣削力模型的精确建模与应用、铣削状态识别、刀具磨损与刀具寿命分析等为研究对象,考虑尺寸效应和刀具跳动等加工过程关键因素,分别建立微铣削力和刀具磨损的通用模型,为提升刀具使用寿命以及零部件的加工精度和生产效率提供理论与实践基础。论文的主要研究内容与创新如下:（1）微铣削瞬时未变形切屑厚度模型微铣削力的建模是理解铣削机理及动力学过程的重要基础,铣削力的瞬时变化不仅能够间接反映切削颤振、刀具变形、磨损以及能量损耗等情况,也是研究铣削工艺及自动化的重要基础。本文重点探讨当前研究中存在的不足之处以及亟待研究的内容,介绍了考虑切削刃余摆线轨迹、尺寸效应和刀具跳动等加工过程影响因素,建立瞬时未变形切屑厚度模型。在此基础上,对切削刃与工件的接触状态进行分析,并明确了微铣削力模型中铣削力系数的确定方法。此外,基于实验采集到的铣削力信号和振动信号,对微铣削过程中的刀具跳动进行在线估计。（2）每齿微铣削力理论模型与铣削状态识别基于提出的瞬时未变形切屑厚度模型,论文对建立的每齿三维动态微铣削力模型进行深入分析并提出扩展模型,并基于模型识别加工过程中的刀具瞬时铣削状态。通过分析铣刀刀刃余摆线轨迹和瞬时未变形切屑厚度的解析形式,建立通用微铣削力模型。分析刀具铣削状态对未变形切屑厚度的影响,以及该过程中的计算误差。最后,通过实验验证通用每齿微铣削力模型的有效性。（3）通用刀具磨损模型论文结合实验采样数据,建立刀具磨损通用模型,明确磨损模型参数对刀具磨损值的影响,为选取适当的加工条件提供理论基础。设计完成多种工件材料和铣削加工条件的后刀面磨损实验,通过多个样本磨损数据优化所建立的刀具磨损通用模型的磨损系数。考虑刀具磨损在微铣削加工过程中对整体系统的影响,进一步完善通用每齿微铣削力模型。（4）刀具寿命预测理论基于刀具磨损状态分析,明确刀具磨损模型中的磨损系数确定方法。在此基础上,分析刀具磨损与刀具使用寿命之间的机理关系,提出刀具寿命预测模型。基于刀具实时磨损数据样本,对刀具寿命进行预测,并用实验校验时间偏差,进一步完善磨损模型。基于前述研究,建立包含求解微铣削加工铣削力、预测刀具磨损和寿命等功能的微铣削过程可视化分析软件。