钛合金和高温合金由于具备强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点,被广泛应用于航空航天领域。作为典型的难加工材料,钛合金和高温合金材料零部件的加工精度、加工质量和使用寿命一直都是机械加工领域所关注的重点。本文以钛合金和高温合金材料的抗疲劳制造技术为出发点,通过对加工参数的优选将表面粗糙度控制在较低的水平,以此研究了在精加工中加工方式和工艺参数对表面塑性变形和试件疲劳寿命的影响规律和机理,为提高钛合金和高温合金等难加工材料零件疲劳寿命提出了新思路,也为零件加工参数的选择和优化提供了一定的试验基础。首先,研究了车削和铣削两种加工方式对TC4钛合金表面塑性变形及试件疲劳寿命的影响。采用单因素控制变量法进行了加工试验,并对试件进行了疲劳测试。通过测量加工表面的数据指标和试件的疲劳寿命,发现铣削试件的疲劳寿命要显著高于车削试件的疲劳寿命,主要影响因素是表面塑性变形层组织的纤维化方向。其中,铣削试件表面的组织纤维化方向与疲劳载荷加载方向一致,而车削试件表面的组织纤维化方向与疲劳加载方向垂直。为了研究表面塑性变形层深度对试件疲劳寿命的影响,本文进行了车削加工TB6钛合金的试验。首先,查阅了相关文献,确定了常用加工参数的选择范围,针对性的选取了多组加工参数来进行表面完整性的车削试验,测量了试件的表面完整性数据(表面粗糙度、表面显微硬度)。然后,根据测量结果,通过控制变量法选取了合适的加工参数,并采用单因素变量法,进行了不同刀具磨损量对表面塑性变形及试件疲劳寿命的影响试验。发现车削加工试件的疲劳寿命对表面粗糙度R_a的变化比较敏感,只有当表面粗糙度R_a低于一个临界值时,试件的疲劳寿命才会随着表面塑性变形深度的增加而增大,否则将迅速下降。为了研究铣削(侧铣)时表面塑性变形深度对试件疲劳寿命的影响,本文还进行了铣削加工GH4169高温合金的试验。铣削加工的试验步骤与车削基本一致,在加工和疲劳测试试验完成后,通过对试件表面粗糙度、表面塑性变形指标及试件疲劳寿命等数据的分析总结,发现铣削加工试件的疲劳寿命随着表面塑性变形深度的增大也明显增加,在表面粗糙度R_a达到一个较大的临界值时,试件的疲劳寿命才迅速下降。但在一般的精加工中,试件表面的粗糙度都会低于该临界值,从而达到提高表面塑性变形深度就能提高试件疲劳寿命的目的。