热-力强耦合作用产生的加工残余应力不仅直接影响零件的疲劳寿命、耐腐蚀性等,而且将导致零件(如大型薄壁零件)加工精度难以控制,已成为高性能零件加工制造必须考虑的关键环节。由于受刀具几何、切削参数、被加工材料、切削路径等多因素影响,加工残余应力的溯源、预估等极其困难。而实际零件工艺规划、参数制定往往没有考虑加工表面残余应力的影响。本文以大型薄壁件(如火箭贮箱栅格壁板)高性能加工为目标,从切削路径与加工残余应力分布状态的关联性入手,开展探索性研究工作。针对切削主要作用区域对残余应力影响不明确的问题,建立基于切削作用区域分解的残余应力预测模型,并通过与实验数据对比验证了预估模型的准确性；以典型航空航天铝合金7075-T651为目标材料,采用模型分析了其加工表面残余应力的产生方式以及多深度多层切削对残余应力分布的影响规律。建立针对多铣削参数(主轴转速、切削深度、进给速度、切削路径)的正交铣削试验,研究不同切削参数对表面残余应力分布的影响规律；确定切削路径,相比于其他切削参数,对栅格已加工平面残余应力的大小和均匀性的影响优先顺序。针对切削路径与残余应力分布状态的关联性问题,本文进行了单因素铣削加工和残余应力检测实验,分析三种典型路径下两个方向的残余应力幅值的分布规律,同时通过对各应力场梯度的分布状态的分析比较了不同切削路径对残余应力场分布均匀性的影响规律,发现外环式切削路径在对改善整体应力状态方面的优势。本文建立的残余应力仿真模型提供了一种残余应力的快速预估方法：运用模型进行的多层切削加工模拟对实际加工时的分层方法提出了有效的建议；而通过多切削路径的铣削实验研究,及针对切削路径与残余应力的关联性分析,为实际零件加工过程中残余应力的改善和控制提供了思路。