残余应力是表征表面质量的一个重要指标,车削加工中的切削用量三要素对表面粗糙度和残余应力有着重要影响,因此可通过优化切削用量三要素来改善工件表面质量。钛合金TC4具有较高的热强度和比强度,较好的抗腐蚀性,较好的低温性能,较大的化学活性和亲和性,弹性模量E小等特性,以及钛合金在切削过程中切削变形小,切削温度高,冷硬现象严重,切削过程回弹力较大等特点,导致其切削性较差,因此本文选用钛合金TC4作为研究对象,并以已加工表面残余应力作为表征工件的表面质量优化切削用量三要素。以仿真软件Advant Edge为研究平台,建立了二维正交切削有限元模型,利用仿真软件模拟了CBN刀具干式车削钛合金TC4的切削过程,分析了切削用量三要素对切削力、切削温度和工件表面残余应力的影响规律。利用仿真数据建立了TC4的表面最大残余拉应力关于切削用量三要素的人工神经网络预测模型,将预测模型作为遗传算法优化的目标函数,对切削用量三要素进行了优化,经过迭代计算得到了使表面最大残余拉应力到达最优的切削用量三要素的组合,以及对应的最小的表面最大残余拉应力的值。最后利用矩阵分析法针对仿真试验结果做了多目标参数优化。优化的目标为同时降低切削力、切削温度以及表面最大残余拉应力。根据计算出的总权矩阵确定了能够同时降低以上三个物理量的最优切削用量三要素的组合,同时对切削力、切削温度和工件表面最大残余拉应力三个优化目标综合影响的主次顺序为:切削速度、切削深度、进给量。