近年来,航空航天、电子和光学等领域中对尺寸微小的零部件需求日益增加,有些要求能在高温工作环境下保持较高的强度和耐腐蚀性能。镍基高温合金以其高温强度高和耐腐蚀强的优点能满足高温工作环境下的微小零部件的材料性能要求。然而,镍基高温合金具有塑性大、导热率低和易加工硬化等特点,是典型的难加工材料。微铣削技术可加工具有复杂三维结构的精密微小零部件,对于镍基高温合金微小零部件加工的适用性强。镍基高温合金微小零部件经微铣削后的表面机械性能直接决定着其使用性能和使用寿命。过大的残余应力会引起薄壁件发生变形,影响加工精度及后续的装配精度。表面残余压应力可以提高零件耐疲劳性能,而表面残余拉应力会削弱其耐疲劳性能。过度的加工硬化会降低零件耐疲劳性能及加速刀具磨损。因此,镍基高温合金微铣削残余应力与加工硬化研究对提升微小型高温零部件的使用性能和使用寿命有重大意义。本文以镍基高温合金Incone1718微铣削表面残余应力与加工硬化为研究对象,建立基于ABAQUS的微铣削三维有限元仿真模型,预测微铣削表面残余应力,并结合应变与硬度之间关系,预测微铣削表面显微硬度。开展微铣削试验验证残余应力和显微硬度预测结果。基于单因素仿真和试验,研究每齿进给量对表面残余应力的影响规律以及主轴转速、每齿进给量和轴向切深对表面显微硬度的影响规律；基于响应曲面法研究主轴转速、每齿进给量和轴向切深对表面显微硬度的交互作用影响。本文主要研究内容如下：首先,建立基于ABAQUS的镍基高温合金微铣削过程三维有限元仿真模型,仿真微铣削中的装夹、铣削、退刀和约束转换阶段,得到表面应变场和应力场。其次,进行镍基高温合金微铣削表面残余应力研究。改变三维仿真模型中的每齿进给量,预测表面残余应力,并得到进给方向和垂直于进给方向表面残余应力随每齿进给量的变化规律。开展微铣削试验,采用X射线衍射法测量不同每齿进给量下的表面残余应力,对仿真结果进行验证。最后,镍基高温合金微铣削加工硬化研究。改变三维仿真模型中的主轴转速、每齿进给量和轴向切深,得到不同切削参数下的表面残余应变。建立表面残余应变与表面显微硬度之间的数学关系,结合仿真结果预测不同切削参数下的表面显微硬度。开展微铣削试验,采用维氏硬度计测得表面显微硬度,对预测结果进行验证。研究主轴转速、每齿进给量和轴向切深对表面显微硬度的单因素影响。基于响应曲面法进行试验设计,研究主轴转速、每齿进给量和轴向切深对表面显微硬度的交互影响作用。