不锈钢耐腐蚀性强、耐热性高、机械特性良好，因此被广泛应用于核工业、化工、医疗器械和食品加工等行业。但是不锈钢具有的塑性大，加工硬化现象严重，热导率低等特点，极易导致切削加工产生较大的变形和残余应力，进而影响零件的使用性能和使用寿命。因此对不锈钢这种难加工材料的切削加工残余应力产生机理和预测模型进行研究，具有重要的理论意义和应用价值。本文以316L奥氏体不锈钢为主要研究对象，对其在切削加工中的切削力和切削温度以及切削加工残余应力进行相应的研究，综合考虑了切削加工过程中复杂的热力耦合特性，建立了直角切削加工切削力、切削温度以及残余应力的解析预测模型，并通过计算实例与文献实验结果的对比，验证了该模型的有效性。针对直角切削加工中的切削力和切削温度进行分析，根据非等分主剪切区模型和Waldorf的犁耕力模型，计算出了考虑切削刃钝圆时的切削力，并利用镜像热源法求解出切削加工中工件的温度分布。对切削加工残余应力的产生机理进行分析，基于金属切削加工基本理论、热－弹塑性力学相关理论，建立了直角切削加工残余应力的解析预测模型。在模型建立过程中，综合考虑了切削力和切削热的作用，根据接触力学相关理论以及等向硬化模型和弹塑性加载及卸载理论，计算出工件已加工表面及次表面的残余应力，并与相关实验结果进行对比，验证了模型的正确性。最后，基于所建立的模型，探讨了切削速度、进给量、刀具前角以及切削刃钝圆半径对直角切削加工残余应力的影响规律。