弱刚度回转体零件广泛应用于特种车辆、航空航天、船舶动力等领域。因其结构特殊性,在切削加工及热处理过程中均易产生较大的变形,严重影响零件的精度。同时,在切削加工过程中,零件已加工表面在切削力、切削热等因素的综合作用下产生表面残余应力,影响零件的表面质量及使用性能。本文以弱刚度回转体工件为研究对象,开展工件表面残余应力及加工变形的研究。通过分析切削加工表面残余应力的形成机理,基于等效热-力载荷原理与改进后的切削力预测模型,本文采用ABAQUS有限元软件建立考虑预应力的切削加工表面残余应力仿真预测模型。通过所建立的表面残余应力预测模型分析各切削参数及预应力对加工表面残余应力分布的影响规律。针对弱刚度回转体工件车削变形的特点,本文设计弹性胀套装夹条件下与扇形卡盘装夹条件下的弱刚度回转体外圆车削实验;采用X射线衍射法对车削表面残余应力进行测量,验证有限元仿真预测模型的准确性;采用三坐标测量仪对工件外圆的圆度误差进行测量,分析不同切削参数及装夹方式对弱刚度回转体车削加工变形的影响规律。热处理是影响弱刚度回转体工件精度的主要工艺环节之一。本文以齿圈为研究对象,分析由不同批次材料的合金元素含量差异而造成的材料淬透性波动所导致的齿圈淬火变形规律。设计不同批次材料与不同淬火温度的弱刚度齿圈淬火实验,对比分析材料合金元素含量对淬火后金相组织及淬火变形的影响规律,并提出针对不同合金元素含量齿圈的淬火工艺调整措施。