随着机械加工精度要求的不断提高,超精密加工技术得到了不断的发展,切削厚度已达到纳米量级,其加工方式和切削机理方面出现了重大变革,这将引起材料加工表面和表层的机械、物理、化学、力学或其它方面的性能发生变化。尽管这些变化有时只发生在表面或表层,但可能对工件的使用性能有致命的影响。表面残余应力是衡量已加工表面质量很重要的一项指标,因为残余应力对零件的疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命有着十分重要的影响。因此,近几年世界各国非常重视加工表面质量的研究,表面残余应力就是其中很重要的一项。本文阐述了多尺度方法的基本原理及其主要技术,验证了多尺度方法应用在纳米级介质力学上的有效性,并将多尺度方法运用到超精密切削过程的仿真中,实现了超精密切削的多尺度仿真程序。采用正交试验的方法设计了刀具前角、刀具后角和背吃刀量三因素三水平的实验方案,建立了单晶铜超精密切削的多尺度仿真模型,对单晶铜的超精密切削过程进行了仿真研究。针对超精密切削表面残余应力提出了一种算法,将其在MATLAB平台上实现,并在此平台上对仿真得到的数据进行处理,得到了不同切削参数下的残余应力幅值和残余应力所达到的深度值。采用统计的方法分析了各实验因素对残余应力幅值和残余应力深度的影响规律,并采用回归分析方法得到了残余应力幅值和残余应力深度的回归方程。这在准确地预测残余应力,优化切削过程,防止零件由于残余应力引起的疲劳破坏等方面具有广泛的应用价值。