作为现代航空航天主承力结构件的首选材料,航空铝合金的不同轧制、预拉伸等成形工艺会导致其力学性能呈现出明显的各向异性,在高速切削加工局部“高应变率、大应变、高温”的大变形条件下,构建准确反映高速切削加工状态下材料本构模型的难度增加,使得掌握此条件下的材料力学性能和变形机理存在一定局限,制约了切削变形理论和加工模拟的发展。论文以航空铝合金7050-T7451预拉伸轧板为研究材料,借助理论分析、试验研究与数值模拟,重点分析了不同成形加载方向/角度下材料的动态力学性能变化规律,引入角度函数表征各向异性,构建了切削大变形条件下包含角度函数的本构模型,基于本构模型建立了各向异性特征下材料的正交切削加工仿真模型,揭示了切削参数-各向异性-切削加工性能之间的关系,得到了材料的最优高速切削加工范围。选取材料力学性能最具代表性的典型成形方向(轧向RD、横向TD和法向ND)预制试样,进行了不同成形加载方向下材料的准静态加载试验、动态冲击剪切试验及力学性能分析;考虑材料的成形方向影响,分别确定了不同成形加载方向下包含应变率敏感函数项的JC本构模型参数,借助不同本构模型与试验结果的对比数据,验证了所建本构模型的准确性。对材料力学性能各向异性最为显著的TD-ND平面内的0°、30°、45°、60°、90°角度试样进行静/动态加载试验和高速正交切削试验,基于Oxley切削理论,揭示了不同切削速度和进给量下的剪切变形区参数变化规律;借助切削反求方法,结合高速切削变形区材料的剪应力、剪切角、温度及动态力学性能基础数据,构建了切削大变形条件下的材料各向异性JC本构模型。借助AdvantEdge FEM切削有限元软件,应用构建的高速切削各向异性本构模型参数,建立了不同条件下的正交铣削仿真模型,分析了切削变形区的力热耦合等行为,并将切削力和切削比能作为对比参数,研究了各向异性与材料切削加工性能之间的影响规律,提出了利用材料各向异性改善切削加工性能的优化工艺参数范围。