随着航空工业的快速发展,飞机结构件也向着大型化和整体化方向改进,例如:机匣、整体框、翼肋等。这些整体结构件由于结构复杂、薄壁部位多,在切削加工过程和后续的装配和使役阶段容易发生变形,影响加工精度和装配性能。针对其加工变形问题,本文采用仿真与试验相结合的方法,主要研究残余应力和走刀方式对铝合金结构件加工变形的影响,并基于表面残余应力对铣削参数进行了优化。首先,采用有限元法研究不同的铣削参数对2024铝合金构件加工表面残余应力的影响,运用正交试验和单因素试验对铣削参数进行优化,得出加工残余应力的经验公式。并进行铣削试验测量表面残余应力。结果表明,试验结果与仿真结果和公式计算出的结果相近,验证了有限元模型和经验公式的准确性。其次,针对非规则结构件由残余应力引起的加工变形不易进行有限元准确仿真预测的难题。论文基于弹性力学理论和线性叠加原理,提出了一种可以模拟实际切削工艺过程的加工变形有限元预测方法,能够依照复杂走刀轨迹进行有限元仿真分析,并基于“先切断”理论,提出了一种“沿轮廓深度优先”走刀方式,结果表明,该走刀方式有效降低了加工变形。最后,通过有限元模拟和铣削试验对两框整体构件的加工变形进行了研究。考虑了毛坯的初始残余应力、加工引起的残余应力以及这两个影响因素的综合作用。研究结果表明,初始残余应力是造成两框整体梁变形的主要因素,初始残余应力与表面残余应力的综合作用加剧了变形。