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薄壁类结构目前已广泛应用于各个工业领域,尤其是航空航天领域。然而由于薄壁结构刚性较弱,在实际加工中容易因切削颤振、结构受力变形等不利影响,导致很难达到高的加工精度。针对薄壁件加工难题,本文从薄壁件的加工系统入手,分析研究了镜像铣这种新型的智能加工系统。镜像铣是一种面向加工大型薄壁件的加工中心,该系统主要由三个部分组成:铣削头、工件装夹装置和支撑头。不同于传统的加工中心,镜像铣系统在加工工件时,铣削头和支撑头分别处于工件的两侧,通过支撑头支撑工件来弥补其刚性不足的缺点,以此来减小加工中工件的振动和变形。为简化模型,本文以薄板为研究对象,进行了以下五方面的研究。 第一,根据镜像铣系统的加工特点进行了模型简化,将支撑简化为弹簧阻尼单元,建立了刀具、工件、支撑的动力学模型; 第二,建立了球头铣刀铣削力模型,采用差分法求解薄板模态频率和振型函数; 第三,分析了薄板在镜像铣系统中不同边界条件、铣削参数、支撑方式下的强迫振动情况; 第四,分析研究了镜像铣包含两个真空吸附支撑头时的支撑头路径规划,提出了结合人工神经网络和遗传算法的优化流程; 第五,设计搭建了镜像铣力学仿真实验平台,并对支撑头的抑振效果进行了实验研究。