由于对产品功能、质量等性能的特殊要求,薄壁件在航空以及造船等行业广泛存在,其结构主要由侧壁或腹板组成,结构形状复杂。这样的零部件的轮廓尺寸相比截面尺寸要大很多,有的还对平面度和变形精度要求较高,因此加工起来刚度稳定性较低,往往需要采用特殊的加工工艺及误差控制方法,导致加工效率较低且制造成本较高。采用计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)可有效缓解这一问题。本文首先简单介绍了切削加工仿真需要的关键有限元法(Finite Element Method,FEM)技术和切削加工特点,分析和阐述了国内外解决复杂非线性热-力仿真分析问题常采用的Johnson-Cook材料塑性模型、Johnson-Cook材料失效模型、ABAQUS/Explicit仿真环境中的损伤演化模型,以及切削中刀具和工件材料的接触特点、仿真软件对于接触特性的计算特点和相应的摩擦模型建立。其次,分别采用以上涉及到的相关方法和技术对简化二维正交切削和三维斜角切削模型作了相应的仿真分析,模拟了不同形貌切屑的成形过程以及加工中生热和应力-应变问题,分析了不同切削厚度、不同切削速度、不同刀具角度对切削力和切削温度的影响。验证了该仿真方法的可行性。然后,运用上述方法对薄壁板的三维切削加工模型进行了仿真模拟。本文全部模型都是基于各项同性材料,仿真过程中不考虑刀具的磨损和变形以及切削液的影响。由于薄壁零部件刚性差,在加工过程中很容易产生“让刀”变形现象,所以分别针对“仅底端约束”、“底部和两端面约束”这两种约束状态的薄壁板的切削加工模型进行了仿真模拟,分析了其加工过程中的加工误差以及相应的切削热大小、应力分布情况等。经仿真分析,与后一个模型相比,仅底端约束的模型的薄壁板更容易产生切削变形,加工误差更大,其加工变形误差从板的上端往下逐渐减小,并且由于加工过程中薄板上端的挠曲变形和两端挠曲变形的综合作用,最终在薄壁板底端正中间产生一个“凹坑”状区域;底部和两端均约束的模型在薄壁板的正中间才产生最大加工变形误差,并且误差从上往下呈逐渐减小的趋势。在本文最后,针对某镜座零部件的镜框台阶面的切削加工进行了仿真模拟。提取加工面的变形误差绘制成曲线图,并与实验结果进行对比分析,结果表明:采用ABAQUS/Explicit能够有效对薄壁零部件的切削加工进行有限元仿真计算。