利用Gleeble-3500热模拟试验机，在变形温度为750～900℃、应变速率为0.1～10.0 s^-1的条件下对铸态Cu-3.27Ti合金进行热压缩模拟试验；在此基础上构建Cu-3.27Ti合金高温本构关系模型、绘制热加工图，研究热变形温度、应变速度对Cu-3.27Ti合金热变形行为和组织演变过程的影响，优化其热变形工艺参数。结果表明：建立的高温本构关系模型可较好地表征Cu-3.27Ti合金变形温度、应变速率以及流变应力之间的关系，热加工图显示合金存在1个功率耗散峰值区和2个流变失稳区，功率耗散峰值约0.27，对应的变形条件为900℃，功率耗散峰值区与失稳区不重叠，理论上900℃条件下Cu-3.27Ti合金的热加工性能较好；变形温度和应变速率对Cu-3.27Ti合金微观组织动态再结晶比例和再结晶晶粒平均直径均有明显影响，两者均随变形温度和应变速率的升高而上升，当组织完全再结晶后变形温度和应变速率对晶粒平均直径的影响更显著；Cu-3.27Ti合金在750℃变形时细小的再结晶晶粒呈链状分布于初始晶粒周围，呈现出流变失稳特征，变形条件为900℃/10.0 s^-1时，合金的微观组织完全再结晶且晶粒比较细小均匀，比较适于进行热加工。