近年来,随着航空航天行业的快速发展,航空航天零部件常用材料钛及钛合金的研究越来越得到大家的关注。航空航天紧固件由于其具有负载大、容易变形、工作环境恶劣、加工工序复杂、加工性能差、加工难度大等特点,因此其生产制造通常使用具有比强度高、比刚度大、耐热性好、适应的温度区间宽、抗腐蚀性强的钛合金。航空航天紧固件材料的表面质量对零件的使用性能、可靠性具有较大的影响,并且航空航天紧固件的故障率在众多航空航天零部件中是最高的,改善航空航天钛合金紧固件成型前钛合金材料的表面质量对改善钛合金紧固件成品的表面质量,增加使用寿命,降低故障率非常重要。表面质量的表征参数有很多,其中表面粗糙度、表面显微硬度、尺寸精度对工件使用寿命及性能具有重要意义,因此,本文选择这三个参数为表面质量的分析指标,选择车削系统中刀具、主轴以及后导向三个主要部位的振动特性来表征车削系统的振动特性,研究了主轴转速与进给速度改变时车削系统的振动特性与表明粗糙度、显微硬度以及尺寸精度的变化规律,并建立了基于振动特性表征参数（振动参数）的各表面质量表征参数的预测模型,可用于高精度车削加工钛合金表面质量的预测,同时为车削加工表面质量表征参数的在线监测提供理论基础。论文主要工作内容如下:（1）对无心车床车削加工钛合金时车削系统进行动力学建模,对车削系统进行一定的简化并建立车削系统的振动模型,研究分析车削系统各主要部位振动特性相互之间的关系。同时建立车削加工时刀具-工件的振动模型,从理论上说明了工艺参数改变时导致表面质量不同的原因是导致车削系统的振动特性发生了改变,通过仿真得到的不同工况下的切削力以及切削力平均值,并对动力学模型进行求解得到工艺参数对振动特性的影响规律。（2）设计钛合金丝材高精度车削加工试验,测量各表面质量表征参数的实验结果,并采集加工过程中车削系统主要位置的振动加速度信号,对振动信号进行预处理并提取相对应的振动特性表征参数。分别分析了主轴转速与进给速度单因素变化时振动参数与表面粗糙度、显微硬度以及尺寸误差的变化规律以及主轴转速与进给速度交互作用时振动参数、表面粗糙度、显微硬度以及尺寸误差的响应曲面,总结得到系统振动特性对表面质量的影响规律。（3）根据试验分析得到的振动特性对表面质量的影响规律,基于多元非线性回归分析,拟合得到了基于不同振动特性表征参数的表面粗糙度、显微硬度、尺寸精度的预测模型,并通过方差分析初步验证了模型的可靠性。设计随机车削加工试验,测量试验结果并采集加工过程中车削系统的振动信号,提取振动特性表征参数进一步验证发现拟合得到表面粗糙度、表面显微硬度以及尺寸误差预测模型的预测平均百分比误差均小于3%,模型的预测精度较高。