纯铁具有质地软、塑性和韧性高、电磁性能优异等特点,在国防军工行业精密元器件制造中广泛应用。纯铁薄壁球壳是爆轰实验的关键器件,球壳的轮廓误差对实验效果具有重要影响。在优化了切削力、装夹力等变形因素后,切削残余应力已经成为进一步提高弱刚性球壳制造精度的瓶颈因素。本文通过车削试验、数值仿真和数学建模等方法对纯铁薄壁球壳的切削残余应力进行了研究,论文主要研究内容和成果如下:(1)开展了纯铁的车削试验和退火试验,利用X射线衍射法测量了车削残余应力分布,掌握了材料晶粒度、切削用量和退火温度对纯铁车削残余应力分布特征的影响规律。(2)通过试验获得了7-8级晶粒度纯铁的Power-Law本构模型参数,开展了精密车削仿真和试验,获得了切削力、加工表面温度、车削残余应力等数据,基于机械和热载荷构建了纯铁车削表面残余应力数学模型。(3)建立了纯铁薄壁球壳的有限元仿真模型,利用残余应力映射算法引入当前车削工艺参数所对应的残余应力,获得了薄壁球壳零件变形的空间分布规律,为工艺优化提供了参考。