高速铣削加工技术是先进制造技术中最重要的基础技术之一,已成为21世纪先进制造技术的重要组成部分,被广泛应用于航空航天、汽车、模具、能源、轨道交通等众多领域。铣削过程中的颤振是高速铣削实现高速、高效和高精度加工的关键限制因素之一,因此大型整体薄壁件高速铣削下的稳定性预测问题成为航空工业制造技术中迫切需要解决的技术难题。以大型整体薄壁件为研究对象,以提高切削效率、保障切削稳定性为主要研究目标,围绕高速铣削过程中随工件材料快速去除工件质量和刚度时变的特点,借助理论分析和试验研究等手段,对整个铣削过程的稳定性进行系统深入的研究。整个大型整体薄壁件高速铣削加工过程划分了刚性工件、柔性工件刚度时不变和柔性工件刚度时变三个加工阶段,分别建立时不变和时变系统的动力学模型;从工程应用角度出发,确定了工件临界刚度对应下的工件临界质量作为是否考虑工件柔性的临界判据,并确定了工件临界质量值;分析高速铣削过程中,动态铣削力和工件刚度随材料切除在不同剩余壁厚和刀具作用位置时系统动态特性(模态参数、频响函数)及其变化规律。基于所建立的大型整体薄壁件刚性工件、柔性工件刚度时不变和柔性工件刚度时变阶段动力学模型来进行稳定性预测分析,针对柔性工件刚度时变阶段的质量、刚度等参数时变的特性,利用灵敏度法分析了工件质量和刚度变化对高速铣削系统模态特性的贡献灵敏度,依据动态响应输出信号(output only)法确定质量、刚度等多参数时变系统的频响函数,利用matlab仿真技术绘制了整个铣削过程不同阶段的稳定性lobe图(SLD)。研究夹具数量、夹具装夹位置和工件剩余壁厚等因素对大型整体薄壁件高速铣削系统稳定性的影响规律,分别绘制了薄壁件铣削系统的稳定性极限图。分析装夹方案对稳定性的影响,所得结果表明夹具对称且均匀分布可增强系统稳定性。提出并建立了基于铣削稳定性的装夹方案流程图。高速铣削系统动态试验研究,设计并实施了钛合金整体薄壁件的模态试验、空转试验和铣削试验。为刚度时变系统的结构动力学特性分析,铣削稳定性分析提供试验数据验证。