由于钛合金的比强度高,耐高温等优良性能,使其在诸多领域被广泛应用,地位超然;且由于钛合金导热系数低,化学活性活跃,导致在加工过程中切削热易集中,刀面表面粘结现象严重进而导致刀具磨损加快。在钛合金加工时,由于刀具和工件都不是刚性的,导致加工时会出现颤振问题,从而影响加工效率及工件质量,这些问题都亟待解决。近年来,仿生摩擦学的不断发展为解决如上问题提供了新的思路,研究表明,在刀具表面制备出形状、大小、分布一定的仿生微小结构能够起到抗磨减摩作用。通过绘制稳态叶瓣图,获得更佳的切削参数能够有效地避免颤振的发生。基于此,本文首先基于球头铣刀铣削钛合金动力学模型绘制稳定性叶瓣图,获得稳定域内的切削参数;然后建立不同切削深度下微织构分布模型;再研究变切削参数下微织构参数对刀具铣削性能的影响;最后,基于人工蜂群算法优化参数。首先,基于球头铣刀铣削过程中几何关系推导球头铣刀铣削钛合金铣削力模型,再结合再生颤振理论构建铣削动力学模型,采用试验手段获取铣削力参数和模态参数,由此利用Matlab绘制钛合金铣削稳定性叶瓣图,进行相关稳定性分析,获得稳定域内的切削参数。为颤振问题的解决提供理论及数据基础。其次,为了在球头铣刀前刀面置入微织构,通过理论分析刀-屑接触区域,在理论上确定微织构置入区域,再搭建球头铣刀铣削钛合金试验平台对理论分析进行验证,确定置入区域;分析切削参数与微织构参数的关系,建立不同切削深度下微织构分布模型。再次,根据不同切削深度下微织构分布模型,设计微织构球头铣刀铣削钛合金正交试验,通过激光加工设备在球头铣刀前刀面制备出不同参数的微织构,从而进行铣削试验,采集试验当中的铣削力及铣削温度,试验后通过相关仪器检测刀具磨损情况及工件表面粗糙度,分析变切削参数下微织构参数对铣削性能的影响规律,揭示其影响机理。最后,基于试验结果,利用支持向量回归机对相关数据进行优化;通过Matlab程序使用人工蜂群算法对参数进行优化,最终获得评价指标下参数优化结果。