钛合金具有强度高、耐腐蚀、抗氧化等优点常用来制造工业类曲面薄壁件,但钛合金材料的曲面薄壁件刚性较差,加工稳定性低,在铣削加工过程中易受铣削力的影响而产生形变并引发颤振的现象,使钛合金薄壁件的表面加工质量降低。球头铣刀特有的圆弧形切削刃可以较为连续地对曲面薄壁件进行铣削加工,因此对球头铣刀铣削加工钛合金薄壁件的过程、铣削参数和加工案例进行研究分析具有理论研究意义和实际的应用价值。本文以球头铣刀对Ti-6Al-4V薄壁件的铣削加工为研究对象,建立了球头铣刀铣削力模型和铣削加工弹性阻尼系统模型,然后通过有限元仿真分析了球头铣刀铣削Ti-6A1-4V薄壁件的加工过程。设计正交铣削实验对理论和仿真模型进行了验证,根据实验结果基于遗传模拟退火算法对铣削参数进行优化。最后使用优化的铣削参数对整体式叶轮叶片薄壁件进行了仿真加工。论文的主要研究内容如下:（1）查阅了国内外与铣削加工相关的文献,通过对当前国内外铣削加工研究现状进行分析,确定了论文研究的主要方向,将球头铣刀铣削加工Ti-6Al-4V薄壁件的过程分析作为论文的研究内容。（2）通过分析球头铣刀铣削加工的几何关系,建立了铣削力模型,推导出了整体瞬时铣削力表达式。然后对球头铣刀的铣削力系数和变曲率下的铣削过程进行了研究,根据铣削力模型的仿真结果分析了铣削参数对铣削力变化的影响。（3）基于铣削动力学建立了弹性阻尼系统模型,推导出了无颤振的临界切削深度表达式。采用频响函数的方法进行了模态实验,得到了球头铣刀和Ti-6Al-4V薄壁件的模态参数。根据弹性阻尼系统模型和模态实验结果分析了模态参数和铣削力系数对铣削加工稳定性的影响。（4）通过对球头铣刀铣削加工Ti-6Al-4V薄壁件的过程进行了有限元仿真,分析了铣削加工过程中Ti-6Al-4V薄壁件的应力场、温度场和铣削力的变化情况,研究了铣削加工中切屑生成和分离的过程。（5）设计了正交铣削实验,通过铣削实验测得的铣削力验证了球头铣刀铣削力模型和铣削加工有限元仿真模型的正确性,并基于遗传模拟退火算法对铣削参数进行了优化,然后通过整体式叶轮仿真加工案例对优化的铣削参数进行了仿真加工验证。本文对球头铣刀铣削钛合金薄壁件过程的铣削力、温度、应力场和铣削参数进行了研究,为提高钛合金薄壁件的加工质量和加工稳定性提供了理论依据,为实际的铣削加工生产提供了指导性意见。