高速铣削技术具有高效率、低能耗和高质量等优势,近年来得到了飞速的发展。RoyAlloy作为一种新型的模具钢近年来得到广泛的应用,但由于高速铣削RoyAlloy模具钢尚没有相对完整的铣削参数数据库可供选择,不能充分发挥其优越性。本文根据五轴数控机床的特点,针对球头立铣刀高速铣削RoyAlloy模具钢的过程,研究铣削参数的变化对铣削力及表面质量的影响,建立铣削力及表面质量预测模型,为合理选用铣削参数提供依据。通过铣削力试验,分析铣削参数对铣削力的影响规律,建立了铣削力的预测模型,经验证其有良好的显著性,可用于预测铣削力。通过表面粗糙度试验,分析铣削参数对表面粗糙度的影响规律。结果表明粗糙度受各铣削参数影响由大到小依次是:ae>βn>βf>ap>fz>n;推导出表面粗糙度预测模型并对其进行验证。通过表面加工硬化试验,得出较优的铣削参数组合为:ae>βn>n>fz>βf>ap;建立表面加工硬化预测模型并验证了方程的精确性。以工件表面粗糙度和表面加工硬化程度最小为目标,建立优化模型,并使用改进型非劣分类遗传算法求解,得到较优铣削参数:n=20000r/min、fz=0.14mm/z、ap=0.05mm、ae=0.25mm、βf=40°、βn=40°。