中文摘要：

针对高强度合金精密切削过程中存在的表面完整性形成机理、预测和控制难题，进行高速精密切削试验，计算切削过程中构件的温度场和应力场，揭示切削工艺参数对温度场和应力场的影响规律；分析表面变质层微观特征及其形成，基于温度场和应力场，结合物理模拟的方法，研究热-力耦合对表面变质层组织和性能的影响，建立切削工艺、表面完整性特征、疲劳性能之间的映射关系；提出保障构件表面完整性的切削参数域，通过切削参数优化的方法，研究表面完整性预测、控制原理和方法。项目研究可促进对精密切削过程表面完整性形成机理的认识，丰富精密切削表面完整性研究的基础理论，推动高速精密加工技术的发展；项目以高强度合金为研究对象，对国家安全重大科技工程中新概念航空发动机、大型飞机高强度试验件的研制具有理论指导意义。

结论摘要：

高强度合金凭借优异的综合性能，广泛地用以制造航空发动机、飞机等装备的主体结构和主承力构件，这些构件以疲劳为主要失效模式。大量实验研究表明机械加工表面完整性严重影响构件的服役性能和使用寿命，而加工表面完整性又主要取决于所选的加工工艺和参数。项目以高强度钛合金构件铣削加工为背景，深入研究了高速精密切削热-力耦合对表面完整性影响机理及控制原理研究。 项目的的主要研究内容和创新性成果如下 (1)建立了表面完整性表征模型，给出了表面特征、变质层特征以及疲劳性能的表征和测试方法，针对精密切削过程中存在的表面完整性形成机理、预测和控制难题，进行高速精密切削试验，计算切削过程温度场和应力场，揭示切削工艺参数对温度场和应力场的影响规律,分析表面变质层微观特征及形成，基于温度场和应力场，研究了热-力耦合对表面变质层组织和性能的影响； (2)建立了表面完整性对疲劳寿命的影响关系模型，根据提高疲劳寿命的方向确定了表面完整性的变化方向，基于工艺参数-表面完整性-疲劳寿命的映射研究，提出并建立了表面完整性铣削工艺参数控制域生成方法； (3)针对机械加工提出了一种表面完整性控制规律研究方法，该方法通过获得疲劳性能与表面完整性之间的关系，以疲劳性能为判据，根据符合疲劳要求区域确定对应的表面完整性区域，通过表面完整性与工艺参数之间的关系，以表面完整性为判据，确定表面完整性工艺参数域； (4)提出了以疲劳为判据基于表面完整性控制的工艺参数优化策略，并建立了以高效切削为判据了表面完整性高效铣削参数优化方法。 在项目执行期间，项目组成员参加国际会议9人次并发表国际会议文章9篇，发表论文数(含已录用)18篇，其中国际期刊3篇，国内核心期刊15篇，其中SCI收录期刊3篇，EI收录期刊15篇，ISTP收录8篇；在切削加工研究方面，培养博士研究生4人，已毕业1人，培养硕士研究生18人，已毕业8人。