飞机结构件结构复杂,材料去除率高,在加工完成后,由于材料内部残余应力重新分布,零件往往发生严重变形甚至报废,如何控制飞机结构件加工变形至关重要。现有变形控制方法主要基于加工变形预测离线优化加工工艺,进而控制加工变形。但是由于加工过程存在大量不确定因素,加工变形的控制已成为飞机结构件研制的技术瓶颈之一。针对飞机结构件加工变形难以有效控制的问题,本文对飞机结构件双面连续加工方法及装置进行了深入研究,论文主要工作和创新点如下:(1)提出了基于浮动装夹的飞机结构件双面连续加工方法。将毛坯在厚度方向上划分为直接加工层和动态调整层,研究了在浮动装夹方式下支持正反两面协同工艺优化的飞机结构件双面连续交替加工工艺,研制了一种满足该工艺方法的装夹装置,实现了零件在一次装夹下正反两面连续交替加工,为飞机结构件加工变形控制提供了一种新思路。(2)提出了基于变形检测数据的双面加工余量动态分配方法。在加工过程中释放并检测零件变形,进而建立了基于卡尔曼滤波的双面零件变形在线预测模型,根据变形预测结果,在零件双面选择下一步变形最小的切削层,逐步确定了零件在毛坯中的相对位置,实现了双面加工余量的动态分配,实验结果表明该方法能够显著减少零件加工变形。(3)研究了飞机结构件双面精加工顺序优化方法。建立了飞机结构件双面精加工顺序优化模型,首先以工件剩余件刚度为优化目标,求解双面连续精加工顺序,进而考虑加工效率,合并加工小区域,对加工顺序进行二次调整,实现了双面精加工顺序的优化。通过对比实验验证了本方法对变形控制的有效性。(4)基于以上研究,研发了飞机结构件双面连续加工软硬件系统,飞机典型梁类零件双面连续加工结果表明,典型梁类零件加工变形量为0.034mm,相比传统方法变形量减少41.3%。