复杂曲面薄壁件在航空航天等装备制造业领域担任着十分重要的角色,在五轴数控加工过程中易产生切削颤振,严重影响薄壁件的加工质量和表面精度,进而影响复杂曲面薄壁件的工作性能。当前,复杂曲面薄壁件的颤振抑制成为众多学者研究的难点与重点。本文主要针对复杂曲面的弱刚度问题,减小薄壁件在制造过程中产生的颤振进行研究。基于课题组提出的非均匀余量工艺优化策略,探究其抑制颤振的根本原因。建立机床-刀具-复杂曲面薄壁件铣削加工动力学模型,对球头铣刀进行三向动态铣削力进行仿真研究。基于Altintas所提出的频域法,将Z方向的振动考虑在内,对薄壁件的动态铣削厚度和动态铣削力进行建模和推导。借助Advantedge获取五轴加工中的三向铣削力并对三向铣削力进行拟合。通过对五轴铣削力进行线性回归,提出一种借助仿真分析获取铣削力系数的方法。对机床-刀具和机床-工件系统进行模态分析,并将工件的弱刚性考虑在内,快速得到机床-刀具-工件整个加工系统的模态参数。将时变周期力系数矩阵傅里叶级数展开式的高阶项和加工系统刀具-工件接触区的交叉传递函数项忽略不计,基于零阶频域法再生型颤振分析理论建立复杂曲面薄壁件的动力学模型,构建均匀余量叶片和非均匀余量叶片的铣削颤振稳定域。研究发现,非均匀余量叶片的模态刚度和阻尼比均大于均匀余量叶片,非均匀余量叶片的极限切深约为均匀余量叶片的2倍。最后通过切削试验验证该非均匀余量工艺优化设计的可行性与有效性。对复杂曲面薄壁件实际生产与加工中的颤振抑制有一定的指导意义。