随着现代机械工程技术的不断发展,特别航空航天技术的发展,薄壁结构件在工程应用中日益广泛。薄壁结构在制造过程中由于其相对刚度较低、加工工艺性差,在毛坯材料特性、初始残余应力、切削力、装夹力等因素影响下极易发生变形,严重影响加工精度与加工效率,是工程界公认的复杂切削工艺难题之一。因此,开展薄壁结构件加工变形预测与控制研究具有重要的理论意义和现实意义。2A12铝合金是一种高强度的变形铝合金,性能优越,广泛应用在薄壁结构件的制造加工中。本文首先阐述薄壁结构件的加工工艺特点以及加工变形原因等,简单介绍国内外针对薄壁件加工变形的研究现状。然后针对2A12铝合金薄壁件作为研究对象,采用理论分析、试验研究和有限元模拟等手段,对铝合金薄壁件铣削加工整体变形和局部变形进行了系统的研究。通过对2A12铝合金的铣削单因素和多因素正交回归试验,在限于高速钢刀具材料的条件下,研究不同铣削参数对铣削力大小的影响以及获取了针对2A12铝合金的铣削力经验公式,为真实铣削加工提供参考依据,为有限元模拟提供有效、合理的边界条件。依据热力学和弹塑性力学理论,采用热-结构间接耦合的数值方法模拟2A12铝合金淬火过程,以建立铝合金毛坯的淬火残余应力场。分析淬火残余应力场的分布规律,并为模拟初始残余应力对薄壁件铣削加工整体变形影响提供了初始残余应力载荷条件。利用有限元模拟以及铣削试验手段,针对薄壁典型结构件U型槽,研究在有无初始残余应力条件下,薄壁件铣削加工整体变形特点,指出初始残余应力是影响薄壁件整体变形的主要因素。研究在无初始残余应力条件下,薄壁件铣削加工局部变形特点,指出铣削力导致了薄壁件侧壁壁厚不一致的加工误差。