钛合金作为一种重要的金属资源具有优异的材料及力学性能,尤其适用于航空航天制造领域中高耐蚀性、大比强度、低密度的材料需求。同时,钛合金由于存在弹性模量低、切削力及切削热高等问题成为典型的难加工材料。目前传统生产过程中主要以零件的形状精度为检测指标,对零件表面及表面层以下的材料结构以及力学性能考虑较少。表面完整性作为一种有效评价已加工表面质量的概念,对加工工艺以及零部件的疲劳寿命起到至关重要的影响。随着钛合金在关键零部件制造过程用量的增多,对表面完整性展开研究可以更加全面评价典型钛合金加工工艺的制造效果。本文通过建立表面完整性评价方法并以两种典型钛合金TA11,TC4为试验对象,对不同加工方式及工艺参数加工表面完整性展开较为系统的研究,主要工作及相关研究成果如下:(1)制定表面完整性评价方法,统一检测流程及检测方案。根据加工特点,对已加工表面的形貌特征、材料力学性能以及材料组织变化进行综合评定,其中选取表面微观形貌、表面粗糙度、表面层微观组织结构、表面层显微硬度和表面残余应力5个参数作为典型钛合金加工表面完整性的评价指标。(2)进行TA11钛合金湿喷丸表面强化处理试验,研究喷丸参数对加工表面完整性的影响规律。研究结果表明,表面质量随喷丸强度和喷丸时间的增加而降低,表面弹坑密度增大且局部位置出现微裂纹以及晶粒剥落现象,进而导致表面粗糙度增大。喷丸强化使晶粒破碎发生晶粒细化,增加喷丸强度及喷丸时间会使晶粒细化程度变高,表面显微硬度和加工硬化深度变大,工件表面残余压应力增大。此外,过长的喷丸时间会导致表面硬度降低,表层组织出现加工软化的现象,弱化喷丸强化作用。(3)通过设计进行TC4钛合金单因素试验铣削试验,研究铣削参数对TC4钛合金加工表面完整性的影响变化。主要研究铣削方式、铣削速度、每齿进给量、铣削深度以及铣削宽度等加工参数,并从材料受热力耦合作用效果及刀具切削状态角度分析铣削工艺参数对表面完整性的作用机制。(4)在单一加工方式加工表面完整性的研究基础上,针对航空制造过程中常用的两种工艺路线:TA11钛合金振动光饰—喷丸—二次振动光饰,TC4钛合金铣削—磨削—喷丸工艺路线展开连续加工表面完整性研究。通过连续工序加工表面完整性的变化规律,研究加工方式对表面完整性的影响规律并对已加工表面质量进行评价。