6061T6是一种析出硬化型的铝合金,被广泛应用于航空、航天、汽车等领域。目前,铝合金材料在航空航天领域主要以薄壁件、大型整体结构件的形式出现,然而,这类零件的制造水平、加工工艺与西方发达国家存在着不小的差距。针对铝合金薄壁件刚性差、难于有效的控制加工精度这一现状,本论文以铣削力为研究基础,依次从力、颤振、让刀变形、刀具磨损这四个方面的加工特性进行深入研究,基于动力学模型分别建立了颤振稳定性预测模型、考虑让刀的加工表面弹性变形模型、刀具磨损量识别模型。同时采用了理论与实验相结合的研究手段,通过铣削力实验、模态实验、弹性变形实验、刀具磨损实验验证理论模型的准确性,并合理优化加工参数如径向切深、轴向切深、进给和主轴转速。主要研究内容包括:针对侧铣加工过程中瞬时铣削力难于精确预测,机床的振动、噪声会拉大平均铣削力的幅值等问题,文中结合了基于层间相关系数的小波双阈值降噪方法获得了精确的瞬时铣削力信号,进而采用了微元铣削力的基本思想,建立螺旋立铣刀侧铣加工铣削力预测模型,并通过仿真分析验证各加工参数对铣削力的影响程度。针对零阶频域法颤振稳定性预测模型精度不足,多频法计算速度慢的现状,在颤振产生机理的基础上改进了动力学模型,并结合了 Floquet系统稳定性理论,考虑了刀具-工件模态参数对加工稳定性的影响,建立了基于三阶Runge-Kutta法的颤振稳定性半解析预测模型,对加工参数进行了优化。针对侧铣加工过程中刀具和工件的装夹形式容易产生弹性变形这一现状,充分考虑刀具和工件弹性变形引起的让刀效应对加工精度的影响,将薄板弹性变形理论引入铣削加工过程中,通过仿真与实验研究,探究了加工参数对工件表面弹性加工变形的影响规律并进行了优化。针对加工过程中后刀面易出现的磨损、粘刀问题,为了减少对加工精度造成影响,基于动力学模型重新对系数进行标定,并分别从时域特征和小波多尺度特征对磨损刀具进行特征提取,通过实验验证刀具磨损识别方法的可行性与有效性。