Las piezas delgadas de aleación TC4 (DIN3.7164/5) se utilizan ampliamente en las industrias de aviación y aeroespacial. Sin embargo, debido a su estructura especial, forma y mala maquinabilidad, a menudo ocurren grandes fuerzas de fresado y deformaciones durante el proceso de fresado, lo que no puede garantizar la calidad y precisión del mecanizado. Los parámetros de procesamiento de fresado y los parámetros geométricos de fresado tienen un impacto significativo en la fuerza de fresado y la deformación, y la optimización de los factores que influyen en las deformaciones de fresado es importante para la calidad del fresado. Considerando que realizar experimentos de fresado bajo múltiples condiciones suele ser costoso y llevar mucho tiempo, este artículo proporciona un método basado en simulación por elementos finitos para estudiar los efectos de los factores sobre las fuerzas y deformaciones durante el fresado de piezas delgadas. En primer lugar, utilizando ABAQUS, se establece un modelo de simulación por elementos finitos del proceso de fresado de piezas delgadas. Además, se diseña un esquema experimental ortogonal para la optimización de los parámetros de fresado, con el fin de determinar el esquema experimental optimizado, y luego se verifica el esquema experimental optimizado para reducir la fuerza de fresado y la deformación mediante simulaciones por elementos finitos. Los parámetros óptimos para una fuerza de fresado mínima son una velocidad del husillo de 2000 r/min, una velocidad de avance por diente de 0.04 mm/z, una profundidad de fresado de 1.6 mm, un ancho de fresado de 1 mm, un diámetro de 6 mm, un ángulo de corte de 20 grados, un ángulo de inclinación de 45 grados y dos dientes. De manera similar, los parámetros óptimos para deformaciones nodales mínimas son una velocidad del husillo de 4800 r/min, una velocidad de avance por diente de 0.18 mm/z, una profundidad de fresado de 1 mm, un ancho de fresado de 1 mm, un diámetro de 16 mm, un ángulo de corte de 20 grados, un ángulo de inclinación de 40 grados y cuatro dientes. Además, este artículo utiliza un algoritmo de optimización para ajustar la función empírica con un cierto valor práctico, lo que puede proporcionar una referencia para el mecanizado de aleación de titanio TC4. Al hacerlo, podemos optimizar los parámetros de fresado para obtener la calidad y precisión de mecanizado deseadas, al tiempo que ahorramos tiempo y recursos.