曲面薄壁件因其特有的轻质量、高强度、高承载等特点,广泛应用于航空航天、汽车制造、军工等领域。薄壁件由于刚性低在铣削加工过程中极易产生切削变形和加工振动,严重影响薄壁件的尺寸精度和表面质量。曲面薄壁件在不同切削点对应的动态特性不同,而前若干阶模态都会对其造成不同程度的影响,在切削过程中需要考虑前多阶模态共同作用的影响。此外,曲面薄壁件加工过程振动与变形的实时在线测量仍缺乏有效手段。因此,深入研究薄壁件加工过程中动态特性,提出合理有效的加工制造工艺和振动变形测量方法具有重要的现实意义。针对以上问题,本文首先基于有限元法对薄壁件动态特性进行研究,其次建立基于路径变化的薄壁件动态特性预测模型,然后对薄壁件开展铣削加工过程的试验研究,最后提出一种曲面薄壁件加工变形实时在线测量方法。主要研究内容和结论如下:1)基于有限元法,开展平面和曲面薄壁件动态特性研究。研究了不同高度和厚度对薄壁件固有频率和振型的影响,结果表明,固有频率随着薄壁件厚度的增加而增加、随着高度的增加而降低,且高度对固有频率的影响大于厚度的影响。在后续薄壁件切削加工时应避免固有频率造成的影响,为论文后续工作做铺垫。2)建立基于路径变化的薄壁件动态特性预测模型。基于单点激励单点响应的动态测试冲击试验,研究了薄壁件路径变化对工件频率、阻尼、留数等模态参数的影响,研究表明,薄壁件的测试点越靠近被测量工件固有频率越高、变形越小,且在工件两端频率变化基本呈对称趋势;基于前两阶模态,即可较好的实现薄壁件切削路径上切削点的动态特性的评估;基于锤击所得模态参数和三次多项式拟合,构建了预测模型,实现了薄壁件在加工过程中的任意点处模态参数。最后,验证了预测模型的有效性。3)对薄壁件开展铣削加工过程的实验研究。考虑进给速度和主轴转速对平面和曲面薄壁件切削力和切削振动的影响,结果表明随主轴转速和进给速度的提高,平面薄壁件的切削力和切削振动减小,曲面薄壁件的切削力和切削振动增大;主轴转速对薄壁件切削力的影响大于进给速度的影响;薄壁件的切削振动幅值呈“两头大,中间小”的变化趋势,且平面薄壁件的切削振动幅值变化大于曲面薄壁件的切削振动幅值变化。4)提出一种曲面薄壁件加工变形实时在线测量方法。该方法克服加工过程中曲线轨迹切削点时变、曲率时变和传感器跟踪位移和转角时变等问题,主要涉及内容:通过刀具加工轨迹建立激光传感器测量轨迹模型;基于Lab VIEW软件搭建运动装置系统和编写实时在线测量系统程序;进行薄壁件加工变形实时在线测量实验,验证方法的有效性。