目前我国正从工业化大国迈向工业化强国,其中对机械制造业,尤其对航空航天制造业提出了更高要求。航空航天领域中广泛应用的薄壁结构件加工要求高、难度大,是航空航天精密加工的研究热点之一。在航空航天领域,微小薄壁结构件常用作挠性元件,具有质量轻、体积小、强度高、承载能力强的优势,对其加工要求不仅包括形状尺寸精度、表面质量等要求,更重要的是对其服役性能的要求,如铍青铜薄壁管弹簧的加工要求中所提出的性能指标——刚度。影响其刚度性能的因素很多,其中由加工引入的变质层是关键因素之一。本文针对铍青铜薄壁管弹簧弱刚度薄壁结构加工中变质层对刚度的影响开展了研究。本文在装备部十三五预研项目:低刚****技术（No.41423020201）的支持下开展研究。首先研究了铍青铜加工变质层形成,通过切削实验探索铍青铜的切削加工机理,研究了切削参数对切削力、表面形貌、粗糙度、加工变质层的影响,通过数值仿真方法研究了变质层对切削过程的影响,最后结合机理实验和仿真结果,研究变质层对铍青铜管弹簧的刚度影响,并优化加工工艺参数。主要研究内容如下:（1）铍青铜QBe2进行切削机理实验,通过使用PCD（聚晶金刚石）刀具进行干切削,研究了铍青铜车削加工变质层;通过实验研究切削加工参数对切削力、表面形貌、表面粗糙度以及变质层的影响,得到切削深度和进给量对切削力影响最显著,进给量对表面粗糙度影响最显著,切削深度对变质层深度的影响最为显著。（2）通过对加工变质层形貌和物理性能的研究,建立了考虑加工变质层的铍青铜有限元切削仿真模型,通过有限元仿真研究不同切削情况下,变质层在切削过程中对等效应力、应变的影响,研究不同刃口钝圆半径对已加工表面的影响,得到切削深度应与变质层厚度接近时已加工表面质量较差,实际加工中应避免这一情况。（3）考虑铍青铜管弹簧实际服役情况,通过有限元仿真研究了变质层对铍青铜管弹簧刚度的影响规律。发现变质层深度的增加导致铍青铜管弹簧刚度的增加,变质层直接影响了铍青铜管弹簧的刚度。对切削加工变形进行分析,将实验测得切削力作用管弹簧有限元模型上,研究不同变质层深度下变形量的变化规律,发现变质层深度对切削力引起的变形量的影响很小。（4）通过实验研究,建立了切削力和变质层深度的预测模型,并对切削工艺参数进行优化;依据实验和仿真指导铍青铜管弹簧加工,提出了一种辅助支承抑振装置可有效控制加工变形,并按照优化参数对铍青铜管弹簧超精密车削加工,使加工出的铍青铜管弹簧变质层深度符合要求。