薄壁件具有比强度高、抗拉性好、质量轻、节省空间等特点,被广泛应用于核能、航空航天、化工等领域。但因其刚度较低、弹塑性高,在切削力的作用下极易发生加工变形和振动,导致其加工工艺性差,使用传统的加工工艺很难保证其加工精度,加工效率较低。镜像切削方法是适用于薄壁件的新工艺方法,其工艺系统组成包括外圆车刀、内圆镗杆、薄壁工件和固定支撑结构。在加工时,外圆车刀和内圆镗杆在薄壁件加工面侧同时切削,抵消了工件径向切削力。目前,该方法已经在薄壁筒件实际生产中得到了应用。本文针对薄壁件镜像切削工艺进行机理性研究,首先,研究双刀镜像切削振动的动力学模型;其次,研究双刀镜像切削颤振问题以及切削稳定性预测;最后,针对镜像切削容易发生振动的薄弱环节内圆镗杆,以提升动刚度和切削稳定性为目的,进行减振结构设计和设计参数优化。研究取得的成果如下:(1)基于现代控制理论状态空间法,提出一种的针对多输入多输出双刀镜像切削系统动力学建模方法,建立了外圆车削、内圆镗削、弱刚性工件和镗杆的镜像切削振动动力学模型,实现了镜像切削系统的切削过程中动态仿真,并通过与实验信号的对比进行了验证。(2)针对双刀镜像切削再生颤振引起的加工稳定性问题,在动力学模型的基础上,引入内外加工表面再生颤振时滞量,建立镜像切削再生颤振模型,利用半离散法构造状态转移矩阵,根据Floquet理论判断镜像切削系统的稳定性。绘制了镜像切削系统稳定性叶瓣图,对切削过程稳定性进行预测,为切削参数合理选择提供依据。(3)针对镜像切削系统中的容易产生振动的薄弱环节内圆细长镗杆,利用传递函数法对其切削稳定性进行分析。设计了一个能显著提升动刚度的弹簧阻尼吸振器减振镗杆,并以提升切削系统稳定切削宽度为目的对减振镗杆的设计参数和材料属性进行优化设计,利用Ansys Workbench建立减振镗杆的三维实体模型,并进行优化设计,获得具有最优切削稳定性的减振镗杆设计参数,优化后的减振镗杆稳定性切削宽度范围显著增加。