铝合金航空整体结构件在材料、结构、技术等方面的技术要求比其他领域的结构件复杂且精密。这类结构件最常用的加工方法为铣削加工。在铣削加工过程中,铣削残余应力的产生是不可避免的,残余应力是导致零件出现变形的重要因素之一,因此,可通过控制切削加工产生的残余应力来改善航空结构件的变形问题,提高零件的尺寸稳定性。本文以2024-T4铝合金为研究对象,通过建立铣削模型和试验两种方法,对铣削加工后残余应力的分布进行研究,并采用深冷处理工艺,对铣削加工产生的残余应力进行调控,并对其机理进行研究,主要研究内容及结论为:（1）基于ABAQUS建立2024铝合金在二维平面的切削有限元模型,进行了温度-位移耦合分析,模拟分析了在切削2024铝合金时,改变刀具结构参数和切削参数对工件的温度场和应力场的变化规律。结果表明:在不同切削工艺下,加工残余应力在深度方向上的分布规律基本保持一致,随着距切削表面距离的增加而呈现出“勺”形分布,即在深度方向上,已加工表面的残余拉应力逐渐降低,并在一定深度上转变为残余压应力,达到最大应力状态后,又随着深度方向逐渐降低,最终在0 MPa附近波动。（2）采用四因素三水平正交试验进行铣削仿真,分析了在不同铣削参数下,工件表面残余应力的分布情况。采用极差法分析了不同因素对铣削后残余应力的影响,获得了优化后的铣削工艺组。通过铣削仿真优化后的工艺参数进行了试验,获得了实际加工过程中的铣削残余应力值,验证了仿真模型的有效性。分析得到使用YG8四齿立铣刀铣削加工2024铝合金残余应力最小的最优工艺参数为:主轴转速4000r/min,走刀路径为往复铣削,铣削深度为1.5mm,铣削宽度为6mm。比较试验与模拟结果可知,试验测得试样的残余应力的分布情况与模拟结果基本一致,说明仿真的模型可以作为实际生产的参考标准。（3）采用不同的深冷处理工艺对铣削加工完成后的框类薄壁件试样进行深冷处理,通过盲孔法测量试样的表面残余应力,并采用金相显微镜和扫描电镜对铝合金微观组织的进行观察和分析,研究了深冷处理工艺对铣削加工后表面残余应力的影响规律和微观机理。研究表明:试样经过深冷处理后,残余应力在深度方向上的波动明显减少,表明深冷处理可以有效提升2024铝合金铣削加工后在深度方向上残余应力的应力稳定性。从微观方面分析,铝合金经深冷处理后晶粒完整且呈细化分布,一部分内部缺陷消失,基体表面的一部分杂质得到溶解,同时深冷处理促进了第二强化相的弥散析出,因此影响2024铝合金残余应力的分布。