铝合金具有高比强度和高比刚度、良好的耐腐蚀性及优异的疲劳强度,航空铝合金薄壁件为装备轻量化、优良的性能提供了可能,广泛应用航空航天制造业,其加工性能的研究是制造行业的共同课题。航空薄壁件加工方式大多是铣削加工,零件成形要求高精度、高效率并具有高性能,但壁厚较薄、刚度低、结构复杂且紧凑等特点造成了加工工艺性差,难以保证加工精度和质量。本文综合考虑实际加工条件,利用有限元仿真技术建立了铝合金柔性薄壁件铣削加工的切削力和加工变形的预测模型,能更加全面分析薄壁件的铣削过程,获得加工中难以获得的结果。本文中,首先介绍了有限元的基本知识,以及常用于切削仿真的三款软件“Deform”、“AdvantEdge”以及“ABAQUS”。详细的说明了三款软件所使用的迭代方法、使用方法和使用范围等一些有限元原理,结合仿真实例,总结出了三款软件的优劣势,对比了使用性能。基于ABAQUS建立三维铣削仿真模型,并对建模过程中所涉及的关键参数以及关键步骤进行详细的说明。在本文中,对整体立铣刀进行三维建模,将铣刀真实加工的次摆线轨迹用于工件的几何模型建模,既为了节省仿真时间,又使得所建立的模型充分接近真实加工工况。利用ABAQUS内嵌的创建快捷插件功能,将三维铣削仿真建模过程封装入内核文件中,创建了二维和三维的切削仿真插件。建立Al7050的三维铣削有限元仿真模型并求解,根据仿真结果详尽的分析了切削过程中的Mises应力分布和切屑形态。设计多因素实验表,进行54组Al7050铣削加工实验,获得三维铣削力实验数据。按照“拟水平”法,在实验数据中提取正交表并进行极差化处理,得出:在切削参数中,轴向切深对切削力的影响程度最大,主轴转速对其影响最小。其次,针对实验中切削力表现出受到了刀具偏心和振动极大的影响,而现有的切削力数学模型难以建立复杂的铣削力模型,并且存在复杂繁琐的运算步骤,因此本文基于铣削实验在不同加工参数下测得的切削力,采用有限元分析(FEA)方法、遗传算法优化的反向传播(GA-BP)神经网络和粒子群优化(PSO-BP)神经网络有效地建立铣削力预测模型。结果表明,由人工神经网络(ANN)建立的模型都可以有效且准确地预测动态铣削力,但是PSO-BP模型的预测精度最高。有限元模拟可以获得实验难获得的过程参数,例如铣削过程的应力分布、温度分布和切屑形成等。根据“单元生死”技术对肋板槽型结构零件进行加工变形仿真,模拟材料铣削去除过程。利用Matlab编程计算出了九种加工路径的刀位点轨迹,并利用INP文件建立了整体加工变形仿真模型。提取不同加工路径方式对薄壁件的加工变形量,经过数据处理可绘制出到薄壁件的加工变形等高线图,总结并归纳不同加工路径下薄壁件的变形规律、最优加工路径,对生产实践具有一定的指导意义。