针对航空航天领域薄壁零件型腔铣削过程中存在的刀具颤振、断刀等影响加工质量与效率的关键问题，通过精确解算刀具-工件啮合区域，提出基于切削刃离散点建模的切削单元动态分析方法，实现刀具切削状态准确定义。此外，利用人工神经网络分别构建切削力与刀具颤振预测模型。在此基础上，开展虚拟试切，构建包含海量参数组合的数据库。针对实际加工，将刀具路径划分为单位分析步，利用数据库预估风险并寻优，结合神经网络对加工状态进行预测，设定目标函数和约束条件，采用梯度下降法优化进给速度与主轴转速。经型腔铣削案例验证，该方法有效实现了对切削力与刀具颤振的控制，提升了加工效率，为型腔铣削加工提供了可行的优化方案。