现代航空工业的发展对航空发动机的性能提出了更高的要求,其零件的服役环境愈加恶劣。涡轮盘作为航空发动机的典型零件,其切削加工表面质量严重影响涡轮盘的服役性能。GH4169合金以其优良的高温性能已被广泛应用于涡轮盘的制作,但GH4169优良的高温性能也增加了该种材料的切削加工难度。转接圆角是涡轮盘、轴类零件上的典型难加工工艺特征,对其已加工表面形貌进行仿真预测及切削加工系统的动态特性进行研究,有助于提高其加工质量。表面形貌是表面完整性的重要内容,建立精确的表面形貌仿真模型可以提高加工效率和加工质量。本文用刀具切削刃的扫掠面作为工件已加工表面形貌,综合考虑理想运动轨迹、刀具偏移(刀具挠曲和刀具振动)、工件跳动、工件振动、加工区材料塑性侧流等因素的影响,通过坐标变换,建立工件坐标系下切削刃刃点轨迹方程和圆形刀片车削转接圆角的表面形貌仿真模型。结合布尔运算,可仿真得到转接圆角的三维加工表面形貌。采用单因素试验法,分别用半径r为3mm、4mm、5mm的圆形刀片车削半径及为5mm的转接圆角,以三维表面形貌纹理特征,面粗糙度Sa、Sq,二维轮廓的功率谱密度曲线为评价指标,对比分析实测和仿真加工表面形貌,二者有较好的一致性。用理论解析方法建立转接圆角加工表面残留高度方程,该方程的求解结果表明,无振动工况r=1/2R及或振动工况r=1/3R时的残留高度最小。首先根据这两个比例关系,分别仿真半径r为2.5mm、1.5mm的圆形刀片车削半径R为5mm转接圆角的表面形貌,仿真计算分析发现r=1.5mm时,Sa、Sq值最小。其次用仿真模型分析振幅为Oμm、1μm、5μm、10μm时的加工表面形貌,研究发现振幅为5μm、10μm时表面质量恶化,Sa、Sq值急剧增大。最后对二维轮廓的功率谱密度分析,得到圆形刀片半径和振动对功率谱密度曲线主频和幅值的影响规律。切削加工系统的动态特性的研究有利于切削振动的控制和加工质量的提高,基于柔度耦合子结构法研究车床主轴-卡盘子结构和工件子结构结合面间的动态特性参数。建立含有结合面刚度、阻尼参数的车床主轴-卡盘-工件加工系统工件自由端频响函数预测模型,基于Euler-Bernoulli梁理论及模态锤击试验获得各子结构和系统的自由端频响函数,用遗传算法对理论与实测频响函数的差值△进行优化辨识,得到两个子结构结合面间的刚度、阻尼参数,并对辨识结果的有效性进行验证。通过车床主轴-卡盘与工件结合面参数辨识为车削转接圆角加工质量和加工精度的控制提供理论基础。