TC4钛合金是以钛为基础的加入其他元素组成的合金,具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及好的韧性和焊接性等一系列优点。TC4钛合金属于难加工材料,在滚磨光整加工后工件表面质量改善效果有限,难以达到理想的表面粗糙度。研究表明,工件的表面质量与其服役性能息息相关,当TC4钛合金工件表面粗糙度下降至0.250μm以下时,疲劳强度不受粗糙度值的影响。同时,深冷处理使工件的可加工性增强,物理力学性能也得到不同程度的提高。为了使TC4钛合金的表面粗糙度加工后达到0.250μm以下,本文将深冷处理与滚磨光整加工结合起来,采用离散元素法建模软件EDEM进行模拟仿真,滚磨光整加工技术进行实验研究,不同的测试手段分析深冷处理前后工件表面完整性,探究深冷处理对滚磨光整加工TC4钛合金的影响机理,主要研究内容如下。（1）通过EDEM离散元仿真分析软件进行模拟仿真,分析滚磨光整加工时工件在滚筒中的加工位置以及深冷处理前后工件受到的作用力和速度大小的变化。发现加工时工件竖直方向上的位置基本不变,水平方向做规律性的循环运动;深冷处理前后切向方向作用力的大小基本不变,法向方向受到的作用力大小增加了20.08%,工件在加工介质中速度的大小和周期没有发生明显的变化。（2）采用正交实验研究了滚磨光整加工工艺参数对TC4钛合金表面粗糙度的影响规律。正交实验结果表明:加工过程中磨块直径对加工效果的影响最大,其次是滚筒转速、磨块种类和加工时间。对材料去除率分析发现白陶瓷磨块更加适合加工TC4钛合金。极差分析较优实验水平组合为:滚筒转速350r/min、磨块直径为4mm、磨块种类为白陶瓷、加工时间为20min。方差分析表明磨块直径对工件的表面粗糙度有显著性影响。（3）分析不同深冷处理时间对滚磨光整加工的影响以及采用单因素实验分析不同滚磨光整加工参数对深冷处理后工件的影响。实验结果发现对比其他时间,深冷处理11h的TC4钛合金工件表面粗糙度下降最多。单因素实验结果显示,深冷处理可以使工件的表面粗糙度进一步降低。分别对滚筒转速、磨块直径和磨块种类进行单因素实验分析可知:当选用直径为4mm的白陶瓷磨块且滚筒转速为350r/min时,加工效果最好,与正交实验得到的结果一致。（4）对TC4钛合金物理力学性能进行分析,发现深冷处理使TC4钛合金发生再结晶,β相转换为次生的α相,深冷处理后α相含量是深冷处理前的1.51倍,强大的内应力使组织更加均匀并且致密度增加。显微硬度测试表明深冷处理可小幅度增加TC4钛合金的显微硬度并在深冷处理11h时,显微硬度值达到最大,较未深冷处理的工件提高3.47%。残余应力测试表明深冷处理和滚磨光整加工都使得工件表面残余压应力增加,深冷处理和加工后的工件表面残余应力是未处理工件的26.26%,相比较深冷处理对残余应力的影响,离心式滚磨光整加工对表面残余压应力的提升更大。（5）扫描电镜分析不同加工参数下工件的表面形貌,发现深冷处理11h的工件,表面铣削加工痕迹基本消失,表面粗糙度稳定在0.250μm以下。结合摩擦磨损实验分析可知,深冷处理使得工件磨损机理发生改变,由未深冷处理时的粘附磨损和磨料磨损转变为磨料磨损。粘附磨损是由磨块和工件表面的材料迁移引起的机械磨损,加工时磨块颗粒脱落后粘附在工件表面,使得工件表面附着了一层滚抛磨块脱落的颗粒,滚抛磨块不能直接与工件表面接触,影响了工件加工效果。深冷处理后工件磨损机理发生改变,只存在磨料磨损,工件在加工过程中表面始终与滚抛磨块直接接触,更有利于工件的滚磨光整加工。