在金属切削加工中,当切削深度与晶粒尺寸相当时,材料微观结构则成为影响切削加工过程的主要因素,因此研究材料晶粒尺寸对切削特性及表面完整性的影响具有重要意义。本文通过轧制及热处理的方法,在不同退火温度下制备了不同晶粒尺寸的T2纯铜工件,并开展端面车削实验,研究晶粒尺寸对切削特性及表面完整性的影响规律,基于Deform-3D仿真软件建立了端面车削有限元预测模型。主要研究内容如下:(1)采用轧制变形及高温热处理的方法,通过控制轧制下压量、热处理温度及保温时间制备晶粒尺寸不同且组织均匀性良好的纯铜工件,用于开展端面车削实验;(2)开展端面车削实验,并采集车削过程中的切削力信号和收集纯铜切屑,通过对比和分析不同晶粒尺寸纯铜工件的切削力、切屑形态及剪切角,基于晶粒尺寸与材料塑性变形过程中流动应力的关系,研究晶粒尺寸对切削特性的影响;(3)通过对比和分析不同晶粒尺寸工件已加工表面的切削残余应力、塑性流动层及表面硬化程度,基于应力加载循环及加工硬化,研究晶粒尺寸对纯铜工件端面车削表面完整性的影响规律;(4)建立晶粒尺寸相关的Johnson-Cook本构模型,利用Deform-3D有限元软件对端面车削过程进行建模仿真,并通过对比仿真结果与实验结果,对晶粒尺寸对切削力、表面残余应力及表面塑性变形的影响进行了验证。