弱刚度结构件整体形状复杂，外形协调要求高，是典型的难加工结构件。车辆高功率传动系统中典型结构行星架、轮毂、齿圈等就是弱刚度结构件，其刚度低，精度要求高，工艺性差。在切削力、切削热、残余应力、夹紧力、机床振动等多种因素影响下，易发生加工变形，且各个因素之间耦合作用、相互影响，使得加工变形难以控制。本文从弱刚度结构件齿圈的切削加工性能及其加工变形问题入手，采用理论分析、数值计算、有限元模拟和实验验证的方法，通过对切削力和切削热影响因素的理论分析和仿真研究，探索该零件在切削力和切削热影响下加工变形规律。主要研究工作包括以下几方面:为得到齿圈Johnson-Cook本构关系模型，针对齿圈材料20Cr2Ni4，做静态和动态力学性能实验。通过实验，测定该材料的材料性能，研究其应力应变关系，并确定Johnson-Cook模型参数，构造该零件的本构关系模型。针对齿圈粗加工工序，研究刀具与切屑的接触分离、热量的产生与传导、网格的划分等仿真中关键问题及关键技术。建立零件的热力耦合模型，利用该模型对齿圈的切削加工进行二维正交切削的有限元模拟，分析切削加工过程中切屑的形成过程，工件应力、应变、温度场的分布规律，验证了切削过程产生的热量大部分由切屑带走的规律，并得出切削热会影响工件应力分布的结论。在齿圈切削加工二维模拟的基础上，建立齿圈热力耦合三维仿真模型，仿真其三维加工过程，得到了齿圈在加工过程中切削力、切削温度随时间变化的规律。并基于金属切削加工变形理论，分析研究齿圈在热力耦合作用下的变形情况，得出齿圈变形趋势。最后，单独研究切削热。分析切削参数对切削热的影响规律，并设计实验验证仿真结果，证明仿真模型的可靠性。在此基础上，通过模拟考虑温度场和不考虑温度场两种情况下齿圈的变形情况，得出切削热将增大齿圈的变形，但温度上升到一定范围内，对齿圈变形影响有限的结论。