在航空薄壁件的切削加工过程中,由于热-力耦合载荷,切削残余应力会分布在零件的加工表面和亚表面区域,从而导致零件变形超差。本文提出一种新型的半经验预测方法,此方法融合了经验预测、有限元预测和统计预测,用于预测车削残余应力分布曲线。基于半经验预测结果,完成残余应力的敏感性分析。基于半经验预测和敏感性分析的结果,建立针对航空回转体薄壁件变形的轴对称快速预测模型,并优化变形,解决尺寸超差问题。主要研究内容如下:1.建立残余应力半经验模型。半经验预测利用双高斯拟合方法,拟合由车削有限元模型计算得到的残余应力分布曲线,得到双高斯函数的系数数据集,并以此数据集为训练集,以随机森林算法为回归方法,完成针对外圆和端面车削残余应力的统计预测模型。为保证作为训练集来源的有限元模型的准确性,进行了实验研究。这种半经验预测模型遵循一般经验预测模型的建立流程,但可减少实验次数,增加有限元分析模块,达到准确快速预测残余应力分布曲线的目的。2.开展车削和残余应力测量实验。半经验预测模型中的实验研究包括材料Inconel718的硬度测试、车削实验、电解腐蚀实验和残余应力测量实验,残余应力测量采用X射线衍射法。硬度测试完善材料属性信息,车削实验在材料表面和亚表面引入残余应力,电解腐蚀实验和残余应力测量实验结合测得残余应力分布数据,实验数据校正了车削有限元模型。3.进行切削表面和亚表面层残余应力分布指标的敏感性分析。针对圆柱面和端面的残余应力分布,利用方差分析（ANOVA）方法进行敏感性分析,分析切削用量三要素的变化对表面残余应力（SRS）、最大压缩残余应力（MCRS）、最大压缩残余应力深度（DMCS）和残余应力影响深度（DS）四个应力分布指标的重要性和走势影响规律。4.完成某航空机匣结构件变形预测模型。在半经验预测模型的基础上,结合机匣结构件（一种回转体薄壁件）的工艺路线、几何尺寸和结构特点,构建零件的切削残余应力场,从而建立基于轴对称单元的高效变形预测模型;在残余应力敏感性分析结果的基础上,针对零件超差,调整端面切削用量三要素,特别是进给率,进而优化端面车削残余应力分布,最终解决此机匣结构件的径向尺寸超差问题。