高速铣削加工作为一种先进的金属切削方式,在航空、航天、汽车以及模具制造业中有着广泛的应用。它具有切削力和工件热变形较小、加工质量和材料去除率较高以及加工成本较低等优点。尽管高速铣削加工存在很多优点,但是由于铣削过程中颤振的存在,将严重影响切削过程的稳定性,降低零件的加工质量、机床的生产效率和刀具的使用寿命,甚至会直接威胁到操作者的安全。往往会导致大量的高速、高性能机床发挥不出最大的加工效能。因此,对铣削过程中铣削力以及铣削稳定性的分析和预测,避免铣削过程失稳所进行的研究具有及其重要的实际意义。本文利用稳定性叶图的形式对高速铣削过程中的颤振以及稳定性预测方法进行了研究。建立了铣削系统的动力学模型,并提出了一种快速获得稳定性图的切削刃平均角度位置方法。通过令其与传统的傅里叶级数法作比较,并用较为准确但稍复杂的时域方法进行仿真,验证了此法的准确性。在此基础上,本文通过稳定性叶图的分析,针对特定铣削系统的主轴转速进行了优化,可以在保证加工质量的基础上,大大提高铣削加工过程的材料去除效率(MMR)。通过对铣削过程中各结构参数和工艺参数对铣削稳定性的影响进行分析,得到了随各参数值变化的稳定性叶图。这样,就可以通过合理的选择铣削系统参数和主轴的转速对铣削系统进行优化,对提高产品加工质量和效率有一定的指导意义。然后,本文利用子结构导纳耦合法(RCSA)对稳定分析所必备的刀尖点频响函数(FRF)进行研究。利用E-B梁理论模型总结出了各种情况子结构的响应耦合公式,使用Matlab仿真对简单的简化刀具-刀柄模型的耦合方法进行了验证,并由分析结果提出了通过调整刀具悬伸长度来增强铣削稳定性的方法。接着,本文对简化模型中的铣刀简化方法进行讨论,通过将铣刀简化为二截面的阶梯梁模型,提高了预测效率和准确性。并提出了提高最终预测结果准确性的一些其他的改进措施。最后,对全文工作进行了总结,并提出了研究过程中需要进一步解决的问题。