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干式切削条件下,由于缺乏切削液冷却、润滑、清洗、排屑作用,切削区域内会产生大量切削热而无法散发,导致切削温度和切削力大幅上升,刀具磨损加剧,工件表面更容易产生残余应力,而表面残余应力的状态、大小及分布情况对工件强度、耐腐蚀性能及使用寿命,以及几何尺寸稳定性具有重要影响。因此研究干式切削表面残余应力,实现表面残余应力的预测和控制对提高加工质量和加工效率具有重要意义。本文基于切削理论,结合实验研究与有限元模拟,分析了干式切削过程中加工表面残余应力的影响因素及影响规律,主要研究内容包括:一、进行干式铣削实验,并采用压痕法测量表面残余应力,分析切削参数、加工材料对加工表面残余应力的影响,结果表明:干式切削时,45钢和SKD11表面容易产生表面残余拉应力,铝合金表面容易产生表面残余压应力;低速度切削下,加工表面残余应力将会随着进给量的增加而减少,随切削深度的增加而增加,而高速条件下,进给量的增加会引起表面残余应力略微减小,切削深度的增加将会引起表面残余应力先增大再减小。二、研究了刀具涂层、刀具几何尺寸对加工残余应力的影响,结果表明:含Al的Ti Al N、Ti Al Si N涂层刀具耐磨性好,加工表面残余应力较低;低速条件下45°螺旋角刀具加工表面残余拉应力较低,高速条件下30°螺旋角刀具加工表面残余拉应力较低;4刃铣刀加工表面残余应力会随着切削速度的增大而增大,2、3刃铣刀加工表面残余应力会随着切削速度的增大而减小。三、采用不同磨损状态的刀具进行切削实验,研究了刀具磨损对加工表面残余应力的影响。结果表明:刀具的磨损初期会引起较大的表面残余拉应力,但磨损量达到一定程度后,表面残余拉应力将会随之减小。四、采用非线性有限元软件Deform建立干式切削表面残余应力有限元模型,研究不同工件材料、不同加工参数下的加工表面残余应力、温度场、应变场的变化过程,分析材料物理特性和切削参数对残余应力的影响,结果表明:工件材料强度、硬度越高,则切削温度越高,表面更容易产生残余拉应力;切削速度的提高会加快热源移动速度,一定程度上降低表面残余拉应力,但切削速度过大会依然导致表明残余拉应力增加;切削深度的增加会导致表面残余拉应力随之降低,残余应力分布深度增加。