随着科学技术的发展,对零件表面质量的要求越来越高。难加工材料AISI 304不锈钢由于其优良的力学性能和化学性质,在各个领域中被广泛应用,但其加工硬化现象严重、加工质量不易控制等缺点限制了AISI 304不锈钢的进一步广泛使用。而加工硬化的本质就是金属显微组织的变化,即位错运动的阻力随加工变形而增大的过程。因此,金属的显微组织结构的变化对金属的加工硬化具有十分重要的影响。因此,从显微组织结构层面,研究切削参数和刀具结构对AISI 304不锈钢已加工表面质量的影响,对其已加工表面的加工质量的控制尤为重要。本文以AISI 304不锈钢作为研究对象,基于位错密度理论,研究切削参数和刀具结构对AISI 304不锈钢的已加工表面位错密度、晶粒尺寸和显微硬度的影响。首先,基于ABAQUS/Explicit有限元仿真软件,根据AISI 304不锈钢的材料属性,选择合适的参数,建立了AISI 304不锈钢的三维斜角切削有限元模型。通过切削力的实验值与仿真值的对比,验证了有限元仿真模型的可信性。分析了仿真结果中应力场、应变场和切削温度的分布,以及切削参数和刀具参数对等效塑性变形的影响。其次,基于位错密度理论编写用户子程序,将其导入建立的AISI 304不锈钢的三维斜角切削有限元模型,有限元模型依据位错密度理论对已加工表面的位错密度和晶粒尺寸进行计算,从而实现了已加工表面显微组织的预测。通过切削力和已加工表面的显微结构的实验值和仿真值的对比,验证了该模型的可信性。并通过点提取功能,分析了切削参数和刀具结构对位错密度和晶粒尺寸的影响。再次,基于实验数据,分析了切削参数对显微硬度和滑移线距已加工表面的平均深度的影响,建立了显微硬度和滑移线距离已加工表面平均深度关于切削参数的回归模型。最后,在显微组织预测模型的基础上,进一步建立显微硬度预测模型,通过对比不同进给量下,显微硬度的实验值和仿真值,验证了该模型的可信性。并分析了刀具结构参数对已加工表面的显微硬度的影响。