曾红，韩笑，陈燕燕，王延忠，吴林峰

(1.辽宁工业大学机械工程及自动化学院，辽宁锦州121001;2.北京航空航天大学机械制造及自动化学院，北京100191)

残余应力是消除外力或不均匀温度场等的作用仍留在物体内的自相平衡内应力。残余应力对于构件的疲劳强度、应力腐蚀、形状精度等均有重大的影响，而它的形成又随构件的材质、形状、成形与加工工艺过程等的不同而异。如何评定残余应力的大小、调整残余应力的分布、减小或消除残余应力对工程的影响已成为人们广泛关注的问题[1]。因此，分析加工过程中加工参数对残余应力的影响，对于优化切削过程和防止加工零件过早疲劳破坏，是很有必要的。

目前的仿真分析多为采用有限元仿真方法对平面进行的二维切削仿真和简单的平面三维仿真，通过对切削过程的模拟，研究切削用量、刀具参数对已加工表面残余应力的影响规律。而目前尚无针对曲面的铣削加工过程的低应力加工仿真，因此有必要开展曲面的低应力切削控制研究。

1 残余应力的产生机理

已加工表面残余应力产生的原因，可以概括为机械应力和热应力引起的塑性变形效应[2]。

(1)机械应力塑性变形效应

如图1所示，在剪切区，金属切削层在切削速度方向上承受压应力，使已加工表面在该方向产生残余拉应力。在刀/工区，切削层金属沿着刀刃钝圆面流动时受到刀具的挤压而产生塑性流动，使表层发生了延展现象。而里层金属发生弹性变形，对表层的延展起到牵制作用。……