滚压加工是一种利用硬度高且表面光滑的滚球/滚轮滚压材料粗糙表面，致使材料表面的粗糙峰产生塑性流动并填补到波谷中，从而达到改变工件表面质量的精密成形方法。与其它切削方式的精加工工艺相比，滚压工艺可获得很高的表面光洁度、表面硬度以及在工件表层残留有利的压应力。与喷丸加工相比，滚压加工可以节省时间，提高生产效率，对于表面结构复杂的零件同样可以保持高加工精度，设备简单，节省成本，易于与切削工艺组成复合工艺和实现自动化。随着滚压加工的广泛应用以及使用要求的提高，与之相对应的理论研究，也显得越来越紧迫和重要。传统的解析法在求解考虑材料加工硬化以及几何非线性等复杂滚压模型时往往导致不可解。实验方法，虽然行之有效，但是工作量非常大，延长了试验周期，增加了生产成本。而采用有限元法对滚压加工进行建模和分析，不但可以求解复杂的材料非线性问题以及几何非线性问题，而且可以减少试验周期，降低费用，在分析多因素影响的时候优势尤为明显。 　　本文主要研究了切削加工过程以及考虑切削加工历史数据的滚压加工过程的力学建模理论以及数值模拟方法，并在此基础上，分析了滚压工艺参数对加工表面质量的影响规律，探索出将切削加工与滚压加工相结合的复合工艺及其装置。 　　分析了切削加工过程有限元分析的关键技术(切削条件下的工件材料本构关系以及流动应力模型、切屑分离及断裂模型、刀屑接触及摩擦模型、热产生机理及热传导模型以及热力耦合分析模型)。并在此基础上，建立了二维、三维非自由单次以及三维非自由多次切削的有限元分析模型。模拟分析了切削加工过程中切屑形成过程及其机理，以及其它各种变量(切削力、切削温度、残余应力、残余应变以及剪切角)的变化规律。采用与模拟分析相同的条件进行物理试验，并将测量得到的切削力、切削温度、残余应力与模拟分析结果进行比较。发现模拟计算得到的切削力以及切削温度跟实测结果具有很好的一致性；比较模拟分析与试验测量得到的残余应力沿深度变化曲线，发现两者在数值上存在一定的差异，但分布规律具有很好的一致性。 　　分析了影响切削加工表面粗糙度的主要因素，建立了待加工表面的粗糙峰几何模型。分析了滚压加工条件下工件材料的本构关系以及流动应力模型、滚球与工件表面的接触及摩擦模型、热产生机理及热传导模型。建立了三维滚压加工有限元分析模型，分析了工件表面粗糙峰的变形机理以及滚压力、温度、应力、应变等变量的变化规律。分析了滚压工艺参数(滚压力、速度、进给量、滚球直径、滚压次数)对表面粗糙度以及工件表层残余应力的影响规律。并将切削加工模拟完成后得到的加工历史数据导入到滚压加工有限元分析模型中，与不考虑加工历史数据情况下的分析结果进行对比分析，研究了切削加工历史数据对滚压加工的影响。采用与模拟分析相同的试验条件进行物理试验，并将测量得到的滚压力、粗糙度以及残余应力跟试验结果进行比较，发现滚压力之间存在较小的偏差，残余应力在数值上有一定的差异，但分布规律相近。 　　最后分析了切削加工表面残余应力的形成机理以及调整和控制已加工表面残余应力的方法。设计了手动式切削-滚压复合刀具以及液压式切削-滚压复合刀具。这两种复合刀具结构简单，操作方便，对操作工人要求低，可实现在切除工件加工余量的同时压延已加工表面，达到降低工件表面粗糙度，形成表面硬化层，并在工件表层残留有利的残余压应力，从而强化零件的耐磨性能和抗疲劳性能。