两刃球头立铣刀广泛用于铣削加工各种复杂几何曲面。在铣削过程中,常常容易引发严重的粘结磨损,致使刀具失效,进而恶化加工零件表面质量。某些生物体表面的非光滑微织构形态具有抗粘附、耐磨的重要作用。根据仿生学知识,开展不同形态仿生微织构刀具的切削机理及性能研究工作。通过在两刃球头立铣刀的前刀面构造仿生物体非光滑微织构形态,开展其结构参数对球头立铣刀铣削6061铝合金的切削性能及零件表面质量的影响研究工作。利用机器学习--支持向量回归算法,对微织构球头立铣刀切削性能进行建模及数值分析研究,为提高两刃球头立铣刀切削性能及零件表面质量提供技术参考。具体研究工作总结如下:（1）通过分析金属切削加工业,主要针对6061铝合金干切削过程中刀具易发生粘结磨损失效,以及仿生微织构在铣削刀具、加工表面质量等影响的研究较为匮乏的问题,开展微织构形态优选及微织构球头立铣刀对6061铝合金切削性能的影响研究工作。基于金属二维剪切平面模型,对无织构、凹坑、矩形沟槽、梯形沟槽微织构刀具进行有限元模拟,通过数值模拟结果对比分析,优选出梯形沟槽微织构形态。（2）通过切削力均值与最大值、频谱分析、小波分析及扫描电镜显微照,综合分析梯形微织构宽度对两刃球头立铣刀减摩、铣削稳定性、磨损、抗粘附、切削刃强度的影响;通过三维粗糙度参数、分形维数及表面形貌,综合分析了微织构宽度对两刃球头立铣刀铣削6061铝合金表面质量的影响。研究结果表明:相较于无织构球头立铣刀,微织构宽度为70μm的两刃球头立铣刀,其减摩效果、铣削稳定性、刀具磨损、抗粘附性能、加工件表面质量最理想。微织构宽度过大时,极易引发切削刃碎裂导致铣削稳定性变差、恶化加工件表面光洁度,但微织构的植入均能在一定程度上改善加工件表面纹理的细腻程度。（3）基于正交铣削实验,利用机器学习--支持向量回归算法,对微织构球头立铣刀切削合力F及表面粗糙度Sa进行回归拟合,给出不同微织构宽度球头铣刀的加工参数对切削合力F及表面粗糙度Sa影响关系曲面图。提出基于Bootstrap抽样法,进行最优微织构宽度置信区间分析。研究表明:微织构的植入影响了两刃球头立铣刀加工参数与切削性能间的响应规律,微织构宽度[58.58μm,83.85μm]作为微织构球头立铣刀参考设计区间较好。总之,将两刃球头立铣刀设计成仿生微织构形式,能显著提高两刃球头立铣刀干铣削6061铝合金的切削性能及表面质量。课题研究提出的相关理论指导及方法,在某种程度上促进了6061铝合金加工业在航空航天、汽车、铁路、消费电子等领域的应用与发展。