铝合金具有良好的耐腐蚀性、优异的疲劳强度以及较高的比强度与比刚度,被广泛应用于轻量化的航空航天设备中。航空航天零件的特点是大型、壁薄,加工过程中易产生变形或变形不可控现象。如典型的大型回转体薄壁零件下端框,零件成形加工时要求高质量与性能。该零件壁厚较薄、刚度低、尺寸较大等特点造成加工工艺性差,难以保证加工精度和质量。当前生产中为达到质量要求,依靠经验采取减小切削用量的方式进行加工,大大降低了加工效率。同时工艺参数组合变化对加工的影响尚无完整的相关研究与结论,行业内亟需对其进行工艺基础实验与分析,提升其加工质量与效率。此外这类零件加工周期较长,加工中的不确定因素,如机床运行异常等会影响加工质量。因此需对其加工过程进行监测分析,保证加工过程的正常进行。本课题根据国家04专项课题（2018ZX04011001）的需求,以典型的航天薄壁结构件下端框的铣削加工工艺优化与加工过程监测为研究对象,开展了基础工艺问题的有限元仿真分析,以控制加工变形与提升材料去除率为目标的多目标工艺参数优化、铣削加工过程信号特征提取与分析、基于机床内部信号的加工过程监测方法等相关研究。本课题完成的主要研究内容如下:（1）构建了基于ABAQUS的大型弱刚性薄壁试件铣削加工仿真模型。依据研究对象的结构特点,确定了仿真分析中的模型尺寸、仿真模型建立方法与工艺参数组合。依据建立的有限元模型进行铣削加工仿真,研究了铣削工艺参数及其组合条件对控制薄壁件变形的影响。相关研究结果表明,采用高的切削速度和低的径向切深可以有效地减少薄壁件的加工变形。（2）优化了薄壁件铣削加工方法与加工工艺参数。基于显示动力学仿真模型,开展了薄壁件内外表面独立铣削和交替铣削方式的仿真分析,并以加工后的薄壁件变形情况作为评价加工方法优劣性的指标。在保证一定材料去除率的前提下,以主轴转速、径向与轴向切深,以及每齿进给量等工艺参数作为决策变量与约束条件,基于非支配排序多目标遗传算法获得了铣削加工过程中的工艺参数优化组合。相关研究结果表明,采用薄壁件内外表面交替切削方式可以获得较小的加工变形,实现建工质量的提升。（3）实现了一种基于机床内部信号的针对影响加工变形的主要因素铣削力的间接测量方法。采用快速傅里叶变换、小波包分解等方法对铣削加工中的内外部信号进行预处理,提取处理后信号在不同频带范围内的时频域特征值。通过分析计算,确定铣削力与机床内部信号之间的关联关系,将关联性高的特征作为铣削加工中的监测变量。最后通过神经网络训练,建立了基于机床内部信号的铣削力预测模型,以此实现铣削力的间接预测分析,本课题研究实现了大型弱刚性薄壁件的加工工艺优化与加工状态监测,对于提升航天航空结构件的加工质量与效率,以及我国航天工业的发展具有重要意义。