薄壁零件的制造技术水平,已成为衡量世界各国航空技术水平和工业发展水平的重要标志之一。本文在国家自然科学基金(No:10477008)的资助下,从理论上深入分析薄壁零件加工振动机理,并结合高速铣削试验,探索控制薄壁零件加工振动的方法,以实现稳定的切削加工。本文具体研究内容如下:1.通过识别铣削力系数,建立了薄壁零件铣削加工力学模型通过正交实验,基于惯性修正的铣削力系数识别方法,识别了特定刀具/工件材料组合的铣削力系数;利用实验结果和仿真结果,验证了力系数的准确性。通过对现有铣削力模型的分析和比较研究,通过试验确定了本文研究所依据的瞬时刚性力模型。2.进行了薄壁零件铣削加工的稳定性预测通过分析薄壁零件的动力学模型,并将切削加工系统分为“刀具/主轴”、“工件/夹具”两个子系统,利用力锤冲击试验方法,得到不同情况下的子系统的传递函数及模态参数,得到了判别切削过程稳定性的稳定性叶瓣图。针对薄壁结构,提出了一种铣削稳定性判据,并通过仿真分析,研究了切削系统模态参数和工艺参数对稳定极限的影响情况。3.建立了梁类薄壁零件的加工振动模型通过分析薄壁零件的加工情况,按不同判别方法判别了铣削系统有可能出现的几种运动状态及加工稳定性情况。针对加工过程中极易发生颤振的梁类薄壁零件,按照小轴向切深加工和小径向切深加工,分别建立了振动模型,并进行了仿真分析和实验验证。4.进行了薄壁零件加工试验与颤振控制研究根据前面的分析,在不同切削条件下进行了薄壁零件的铣削加工试验,分析了不同参数对加工稳定性的影响,探索了抑制加工振动的优化铣削用量。从不同角度进行颤振控制研究,一方面根据具体模态参数和切削参数,仿真分析了施加不同信号对切削颤振的控制结果;另一方面根据具体设备条件进行了变速切削抑制颤振的实验研究,提出了一种基于DSP的主轴变频控制改变切削速度的变速切削抑振方法。这些都对最终控制颤振具有非常现实的指导意义。