随着航空航天科技的不断发展，钛合金薄壁件由于质量轻、强度高、机械性能好等特点被越来越多的使用。钛合金薄壁件形状复杂、刚度差，在装夹与切削过程中容易产生变形，影响加工精度。为了有效提高钛合金薄壁件的加工精度，控制切削加工中的变形，本文以钛合金薄壁异形件为研究对象，就装夹方案优化、夹紧力与切削参数同步优化、切削路径补偿等问题展开了系统研究，具体研究工作如下：1）完成了薄壁异形件曲面加工的夹具设计，考虑到薄壁异形件刚度较差，为控制装夹变形，为其增加了带有压力传感器的辅助支撑。采用有限元仿真技术对薄壁异形件的装夹变形进行了分析预测，以最小化工件最大装夹变形值为目标，对夹紧力及辅助支撑点位置分别进行了优化，并结合实验验证了装夹变形预测模型的正确性。2）建立了球头铣刀的切削力模型，通过设计正交试验及回归分析对指数公式中的系数进行了辨识，得到了与现有实验条件一致的切削力公式。采用有限元分析软件ABAQUS建立了切削变形预测模型，分析了切削参数及切削路径对薄壁异形件加工变形的影响，通过实验验证了切削变形预测模型的可行性。3）为了进一步减小薄壁异形件加工误差，对各个刀位的夹紧力与切削力进行了优化匹配，建立了夹紧力与切削参数同步优化模型，综合考虑薄壁异形件变形情况与加工效率，采用遗传算法和有限元方法同步求解了夹紧力大小与切削参数，得到力每个刀位最优的夹紧力与切削参数。4）根据不同补偿要求，对全局补偿与局部补偿原理进行了分析，采用有限元方法，计算了薄壁异形件曲面加工各刀位的完全补偿量与优化补偿量，并对补偿后的加工变形进行了仿真分析，通过实验验证了完全补偿模型的可行性。在此基础上，为了实现补偿程序的快速生成，基于UG/Open平台开发了加工变形主动补偿程序生成系统，实现了切削路径的自动补偿，为用户提供了简单易操作的界面。