自由曲面因其具备传统回转对称曲面不能达到的性能及其它优点,在航空航天、国防及民用等领域得到了广泛的应用,使得自由曲面的超精密加工成为研究的热点。而近年来在机械加工领域受到极大关注的车铣复合加工技术,因其加工精度高、工件质量好的优点,使车铣复合加工成为一种加工自由曲面的新方法。本文的研究旨在为自由曲面提供一种高精密加工方法,即金刚石球头铣刀车铣复合加工。同时研究了铣削参数对加工工件质量的影响规律,这也是车铣基础理论研究的一个重要部分,为选择合理的工艺参数提供依据,以提高金刚石球头铣刀车铣复合加工自由曲面的加工效率和加工质量精度。本文采用单因素法和正交试验法,研究了车铣复合加工铝合金、黄铜、紫铜、亚克力材料时,铣刀转速nF、进给速度f和背吃刀量ap对铣削力、表面粗糙度以及铣削热的影响规律。单因素试验结果表明:随着铣刀转速的提高,铣削力也随之增大,但当铣刀转速超过某一临界值时,铣削力有减小趋势;铣削力随着背吃刀量的增加而逐渐增大,进给速度的增加使得铣削力在一定范围内较小。工件加工表面粗糙度与背吃刀量正相关,近似成线性关系。工件的表面粗糙度随着进给速度的增加而逐渐减小,最后基本处于稳定;工件的表面粗糙度随着铣刀转速的提高出现类似锯齿形的波动。正交试验研究结果表明:工件材料对表面粗糙度影响最大,进给速度、背吃刀量、铣刀转速的影响次之;铣刀转速和背吃刀量对铣削力影响显著。单因素试验和正交试验同时说明了车铣复合加工自由曲面时,铣削温度与环境温度相差很小,因此铣削热对加工的影响可以忽略。