轴类零件作为机械结构中的关键零部件,在汽车发动机和航空发动机中扮演非常重要的角色,例如曲轴、航轴等。轴类零件的加工工艺有多种方式,包括车削、铣削、镗削、钻削等,加工刀具的使用寿命直接影响到生产成本,所以如何降低刀具磨损速率,提高刀具寿命一直是生产企业关注的重点。对于轴类零件中的薄壁件,由于其刚性较差容易导致加工变形,因此控制薄壁件加工变形具有重要意义。本文以曲轴和航轴典型轴类零件为研究对象,分别对轴类零件加工刀具磨损和加工变形进行研究。以汽车发动机轴类零件曲轴为对象进行了材料测试实验,对比了柳机和银锋两个厂家生产的FCD600曲轴材料在硬度、石墨形态、金相组织和元素成分方面的差异,通过车削实验对比了两者的切削性能差异,为厂家改善曲轴毛坯切削性能提供依据。随后分析了硬质合金刀具车削FCD600的刀具磨损过程的三个阶段,以表面粗糙度为指标分析了刀具后刀面磨损量与加工表面质量之间的关系;通过四因素四水平的正交试验建立了切削FCD600的刀具后刀面磨损的经验模型,并分析了切削次数、切削速度、切宽和进给这四个因素对刀具磨损的影响规律。基于仿真软件Advantedge建立了车削FCD600刀具磨损二维仿真模型,研究了刀具磨损过程中切削力和温度的变化规律,对实验与仿真中的切屑形态进行了对比,对比结果显示了良好的吻合性。针对曲轴止推面车削,从刀具选型和切削参数两个方面进行了优化选择,并对优化方案进行了实验验证和生产线应用。以航空发动机轴类零件航轴薄壁零件为对象建立了基于Advantedge的航轴材料AISI-4150铣削和钻削的有限元模型,比较了铣孔和钻孔时的切削力,并利用ANSYS研究了直线往复式加工路径下钻削力对工件加工变形的影响。针对航轴圆周孔加工,从控制最大变形量出发,提出了螺旋式加工方式,仿真结果表明,螺旋式加工方式下的航轴加工变形明显比直线往复式小,利用螺旋式加工方式可以有效地降低了航轴钻孔时的加工变形。