针对我国数控加工技术的应用现状，本论文以机床关键零件的高效数控加工为对象，以动力学建模、仿真为基础，研究了典型加工特征的提取与参数化、基于加工特征的切削参数优化建模方法与寻优算法。通过相关试验验证了优化模型与算法的正确性与有效性，可为实际工程应用提供一条有效途径。在铣削动力学建模方面，以国内外经典铣削动力学建模成果为基础，实现了圆柱螺旋铣刀立铣动态切削力及颤振稳定性预测。在典型加工特征的提取与参数化方面，通过深入分析机床关键零部件数控加工工艺，提取了平面铣削、型腔粗铣、T型槽铣削和螺旋铣孔等4种典型加工特征，并分别从几何、制造和工艺等三方面对加工特征进行了参数描述。针对所提取的平面铣削、型腔粗铣和T型槽铣削三种加工特征，以动力学仿真分析为基础，建立了以切削效率为目标函数，以主轴转速、切削深度和进给量为设计变量，综合考虑加工过程各约束条件的切削参数优化模型。在此基础上，基于优化思想提出了一种分步优化方法获得了优化的切削参数。优化试验结果显示该方法可限制提高其切削效率。针对采用螺旋铣孔进行孔群加工的优化问题，首先将其分解成孔群加工路径优化和铣孔参数优化两个子问题。针对前者，将其抽象为一个典型旅行商问题，并采用蚁群算法进行寻优；针对后者，建立了以加工效率为目标函数，以切削参数为设计变量，综合考虑各种约束条件的优化模型，采用模拟退火遗传算法进行寻优。优化试验结果证实了上述优化模型及其求解算法的正确性与有效性。