对切削薄壳工件的主轴系统进行稳定性预测是制定和优化加工工艺的前提,具有重要的意义。传统上,在进行切削稳定性预测时,仅考虑主轴-刀具系统的柔性,这种分析模式对刚性较好的工件是有效的,但由于薄壳工件本身的结构特点,并不适用于预测切削薄壳工件的主轴系统的稳定性。切削薄壳工件的高速主轴系统,薄壳工件必须作为重要因素来考虑。本文主要针对主轴系统与工件系统间的耦合效应,对切削系统进行动力学分析及稳定性预测研究。首先,在单一考虑主轴系统的前提下,研究切削稳定性的预测方法。只考虑主轴系统时,利用有限元分析方法对主轴系统进行了有限元建模并进行动力学特性分析,获取刀尖点的频响函数。进而提出了考虑主轴系统动力学特性的切削稳定性预测原理和流程,绘制了稳定性叶瓣图。然后,研究了单一考虑工件系统,进行切削稳定性的预测方法。利用有限元分析方法对工件系统进行了建模,进而对切削系统进行了动力学分析与稳定性预测。为了校验分析方法的正确性,还进行了实验研究,结果发现实验结果与分析结果相近,证明所提分析方法的合理性。再则,研究了工件-主轴耦合系统模型创建及切削稳定性分析方法。根据分析主轴系统与薄壳工件的铣削过程中两个子系统间的动力学交互,完成两个子系统耦合的建模及动力学特性分析,创新性地提出了薄壳工件-高速主轴系统稳定性预测方法及预测流程,并对薄壳工件的动力学特性密度、阻尼、和弹性模量对耦合系统切削稳定性的影响进行了对比分析。最后,研究工件质量及切削点位置时变性对薄壳工件-主轴系统切削稳定性的影响。建立了考虑上述因素时变性的切削系统的动力学分析模型,提出了切削稳定性预测的原理及预测流程。通过实例研究,将薄壳工件的加工过程划分为若干加工阶段来模拟真实的加工环境,利用绘制三维稳定图来分析薄壳工件时变性对耦合系统切削稳定性的影响规律。本文的研究,一方面可服务于高档机床的研发,优化主轴系统的动力学性能；另一方面可为优化薄壳工件的加工工艺提供参考。