随着制造业的发展及数控技术的进步,航空铝合金薄壁构件开始得到广泛应用。由于铝合金薄壁构件在侧铣加工时极易产生变形及发生颤振,严重影响了工件的尺寸精度及表面质量,因此本文开展了五轴侧铣加工铣削力建模、铝合金薄壁构件侧铣加工受力变形及稳定性研究。其中铣削力建模为薄壁构件受力变形及稳定性预测奠定了基础;薄壁构件受力变形研究可应用于误差补偿,进而提高加工精度;铣削稳定性预测可用于抑制薄壁构件颤振的产生、提高薄壁构件加工的质量及效率。主要内容分为以下三个部分:提出一种瞬时未变形切屑厚度计算方法,结合微元铣削力模型建立了五轴侧铣加工铣削力预测模型。通过对五轴侧铣加工过程中刀具姿态的变化情况进行分类分析,建立了瞬时未变形切屑厚度的计算模型。分别开展了铣削力系数标定实验、五轴侧铣仿真实验、加工实验,对提出的五轴侧铣加工铣削力预测模型的计算效率及精度进行了对比验证。建立薄壁构件侧铣加工的变形计算模型,对刀具进行等效替换,提出刀具悬臂梁模型在不同微元载荷作用下轴向位置的变形量计算方法,导出铣刀变形量计算公式。基于有限元方法对薄壁构件进行建模,借助单元的激活与杀死技术对材料去除进行模拟。阐述薄壁构件迭代变形计算步骤,编写ANSYS参数化设计语言程序对侧铣加工刀具进给到工件不同位置的薄壁构件变形量进行了迭代计算并进行对比分析。开展薄壁构件侧铣加工实验,将仿真预测的变形量与实验得到的变形量进行了对比分析,验证了建立的侧铣加工受力变形模型的准确性。提出一种三阶全离散法,可用于薄壁构件侧铣加工系统稳定性预测。建立薄壁构件多点接触动力学方程组,阐述了该方程组由物理空间到模态空间的过渡过程。编写ANSYS参数化设计语言程序对薄壁构件侧铣加工过程模态数据进行提取,为系统稳定性判断提供参数。开展铣削实验对提出的三阶全离散法进行验证,通过设计多组工艺参数进行加工实验验证了该方法的有效性。使用提取的模态参数通过仿真实验对薄壁构件侧铣加工刀具在不同位置的颤振情况进行了预测。