高速切削机理的研究作为高速切削技术的理论基础，是高速切削技术应用和发展的基石。以残余应力为衡量标志的表面完整性是高速切削机理的主要研究内容之一。高速切削加工表面的残余应力的存在，对零件的各种机械性能尤其是疲劳寿命有着显著的影响，它也是产生变形和开裂等工艺缺陷的重要原因。所以正确的预测残余应力和应变，具有重大的理论意义和工程应用价值。本文通过机械制造、热-弹塑性力学和有限元法等多学科的深入交叉，采用理论建模、软件分析和实验研究的方法，从金属切削原理入手，对高速切削加工表面的残余应力进行了深入的理论研究和数值模拟，并提出了残余应力的预测模型。本文的工作对于进一步探讨切削参数、工件材料等对已加工表面质量的影响规律有重要的理论指导意义，为高速切削技术的推广和应用提供可靠的依据和技术支持。分析了残余应力的产生机理，建立了已加工表面分析模型，并构建了第三变形区热-力耦合方程，用以指导切削过程的模拟；通过有限元软件对切削过程的仿真模拟，研究了已加工表面残余应力的分布规律，以及切削用量、刀具参数对残余应力的影响规律；进行高速铣削实验和残余应力测试实验，研究残余应力的分布规律，并验证了有限元模型的可用性；运用正交回归分析方法，预测了残余应力与影响因素关系的数学模型。