航轴是航空发动机内部的重要承载部件。本文所研究的某型航轴,是典型的薄壁细长轴,刚性较弱,在切削加工过程中,一般采用较小的工艺参数以减小让刀变形,但导致加工效率偏低。本文基于“机理+数据”的方法,建立并融合离线刚度回归模型和在线车削力预测模型,快速准确地感知薄壁细长轴的实时让刀变形,并采用模糊控制的方法,对进给速度进行优化,以在保证加工误差不超过设定阈值的同时,提高加工效率。基于有限元子结构分析法和支持向量回归算法建立离线刚度回归模型。将切触点所在的单元视为子结构,利用ANSYS APDL编程实现对每一切触点处三阶刚度矩阵的求解。再分别对三阶刚度矩阵的不同元素建立回归模型,并利用基于精英保留策略的遗传算法进行模型超参数寻优。最后,分别通过仿真验证和理论推导的方法分析刚度仿真误差、刚度回归误差对弹性让刀变形预测的影响。基于主轴驱动原理和线性回归算法建立在线车削力预测模型。根据空刀状态下和切削过程中的主轴驱动方程,建立主轴电流-切向切削力模型,并根据三向切削力间的经验关系,得到完整的切削力预测模型。为实现让刀变形在线快速感知,将离线刚度回归模型与在线切削力预测模型相结合。恒进给车削实验结果表明,预测让刀变形引起的直径误差与实测直径误差的变化趋势一致,且二者间的最大占比达到82.47%。基于模糊控制的方法优化进给速度,提高加工效率。以恒进给车削实验中发生最大直径误差截面处的预测让刀变形量为阈值,与实时让刀变形预测量相比较,作为模糊控制器的输入。并根据现场技术人员的加工经验制定进给速度模糊优化规则。分段变进给切削实验结果表明,在保证加工精度的前提下,加工效率提高了10.92%。搭建加工过程在线监测软硬件系统,并集成让刀变形在线感知和进给速度优化功能。通过与数控系统建立通信以获取刀具实时位置坐标,通过电流传感器和倍福设备采集电流信号。分别基于C#多线程技术和Any CAD API开发了软件功能模块和显示模块。在航轴和涡轮导向器加工现场开展软硬件平台的搭建,有利于现场加工人员进行工艺决策。