高速铣削过程中，断续冲击载荷作用下的铣刀磨损影响着刀具使用寿命和工件加工表面质量。此时，铣刀处于分布不均的应力场中，其内部能量不断变化，铣刀组件出现塑性或脆性断裂损伤，导致铣刀安全稳定性下降，制约着铣刀切削加工效率，这已成为铣刀高效、高精度和高可靠性加工中亟待解决的关键问题。　　针对铣刀刀齿磨损差异性过大所导致的铣刀超期服役和过早退役问题，进行铣刀刀齿后刀面振动摩擦行为差异性研究。提出铣刀刀齿磨损差异性解算与评判方法，研究高速铣刀组件损伤行为特征，提出高速铣刀损伤跨尺度关联控制方法。具体研究内容包括如下几个方面:　　通过分析高速铣刀刀齿切削接触角和刀具振动，获得铣刀后刀面与加工表面接触关系，得到铣刀切削运动轨迹和切削刃瞬时切削位置，建立振动条件下的铣刀后刀面与加工表面摩擦副模型。利用铣刀刀齿后刀面与加工表面的瞬时法矢量反映铣刀后刀面与加工表面摩擦副的动态接触关系，揭示铣刀后刀面摩擦过程动态变化特性。为进一步研究振动条件下的铣刀刀齿后刀面磨损差异性提供分析基础。　　在高速铣削实验中提取铣刀切削振动时域特征参数，识别铣刀各刀齿切削时段。高速铣刀切削振动行为分析结果表明，铣刀振动周期和刀齿切削周期均不一致，导致振动条件下的铣刀刀齿后刀面摩擦时变行为存在差异。通过切削振动时域信号和高速摄像机识别刀齿瞬时切削状态，获取铣刀刀齿摩擦接触点接触位置序列和瞬时运动速度序列。采用离散度和灰色关联度分析方法，揭示铣刀刀齿后刀面振动摩擦时变行为差异性，提出铣刀刀齿后刀面振动磨损差异性解算与评判方法，并进行高速铣刀磨损实验验证。采用该方法可揭示出铣刀刀齿后刀面磨损的差异性，并以此为基础，研究铣刀损伤形成机理。　　为揭示高速铣刀组件材料损伤行为特征，建立铣刀损伤状态模型，分析切削载荷下的铣刀组件材料性能劣化程度。铣刀损伤具有局部性、隐蔽性和多样性，首先，对铣刀组件进行受载分析，通过有限元仿真结果，提取并分析铣刀在高速铣削时易发生损伤的敏感部位。然后，采用韦布尔分布函数描述铣刀组件刀片材料非均匀分布，研究铣刀组件局部损伤变化特征。最后进行高速铣刀损伤实验，阐明不同切削条件下铣刀组件局部损伤演变过程有明显差异，以识别铣刀组件损伤程度为目的，提出铣刀损伤行为评判方法。　　通过高速铣刀刀齿宏观上损伤形式分析，对铣刀损伤进行分类，利用有限元模拟分析方法，采用铣刀材料损伤模型，提取铣刀刀齿损伤特征变量，研究宏观损伤行为。从微观层次上分析铣刀刀齿不同部位的损伤情况，揭示铣刀产生损伤的原因。利用力连接的高速铣刀原子/有限元交叠带模型，揭示铣刀原子群运动过程，引入评判铣刀损伤的熵值算法，定量描述铣刀原子群运动状态。利用铣刀熵值模型，研究铣刀损伤跨尺度响应特性，获取铣刀结构和材料参数对其损伤行为的响应排序。依据公理设计方法，建立高速铣刀功能域与结构域设计矩阵，揭示铣刀跨尺度设计变量的层次结构关系，提出控制高速铣刀损伤跨尺度关联设计方法，并进行高速铣削实验验证。