镍基高温合金GH4169作为一种最具代表性的高温合金材料,因其具有良好的抗疲劳、抗蠕变、抗氧化、耐腐蚀性能,被广泛应用于航空航天领域。然而镍基高温合金又是一种典型的难加工材料,切削过程中存在切削力大、切削温度高、刀具磨损严重等问题。高速切削技术因具有诸多优点而成为解决镍基高温合金等难加工材料切削加工的主要途径之一。已加工表面的残余应力容易导致工件产生变形和表面裂纹的萌生,影响工件的表面加工质量,进而影响工件的机械性能和疲劳寿命。因此,本文以GH4169为研究对象,运用有限元方法和实验法对其高速切削加工表面残余应力的分布规律进行研究。首先,利用有限元软件ABAQUS模拟了高速切削GH4169的切削过程,对锯齿形切屑和已加工表面残余应力的形成过程进行了模拟仿真,运用单因素法研究了切削参数和刀具几何参数对已加工表面残余应力大小和分布的影响规律。其次,建立了三维铣削有限元模型,利用正交实验法选用三因素四水平正交表研究了高速铣削GH4169时,铣削速度、背吃刀量和每齿进给量对工件表面残余应力的影响规律,运用极差与方差分析法对其进行分析,得到各因素对残余应力影响的显著性。研究指出:在高速铣削镍基高温合金GH4169时选取较高的铣削速度,较小的背吃刀量和每齿进给量,有助于获得较好的表面残余应力状态。最后,对GH4169进行了高速铣削实验,用钻孔法测得工件表面的残余应力并与仿真结果进行对照,分析了仿真结果与实验结果产生误差的原因,从而验证有限元仿真模型的准确性。