高温合金GH4169和钛合金TC17具有优良的物理和力学性能,是航空领域普遍使用的两种高性能材料,是制造航空发动机承力动部件的关键材料,其零部件的加工表面质量和服役寿命也一直是国内外研究的热点。本文立足于GH4169和TC17试件的抗疲劳制造技术,通过开展表面完整性试验和疲劳寿命试验,研究了在球头铣削精加工中加工参数对表面完整性以及表面完整性对试件疲劳性能的影响规律,为改善高温合金和钛合金零部件的疲劳性能提供新的研究思路。首先,开展了GH4169和TC17材料球头铣削加工表面完整性研究。通过球头铣削加工试验,研究了球头铣削加工参数对加工表面完整性的影响机理和规律。研究发现,每齿进给量是影响GH4169和TC17加工表面粗糙度的主导因素,切削深度对加工硬化和残余应力的影响最显著。GH4169材料加工表面获得残余拉应力,而TC17材料表面获得残余压应力,试件表层材料都发生了明显的塑性变形,不同切削参数下塑性变形程度的不同,是导致加工硬度和残余应力变化的主要原因。其次,进行了GH4169和TC17材料球头铣削试件的疲劳性能研究。对疲劳试件进行精加工和疲劳寿命测试,结合疲劳寿命数据和试件疲劳断口分析,阐释了加工表面完整性对疲劳寿命的影响规律。研究表明,GH4169试件的疲劳源均位于亚表面,疲劳寿命主要受表面硬度的影响,随着表面硬度的增大,疲劳寿命显著改善。TC17试件在表面粗糙度Ra≤0.35μm时,疲劳寿命主要受表面硬度的影响,且随着表面硬度的增大而明显提高;当Ra>0.35μm时,表面粗糙度开始成为影响疲劳寿命的主导因素,表面粗糙度值越大,试件的疲劳性能就越差。通过优化球头铣削加工参数,高温合金GH4169和钛合金TC17试件的疲劳寿命分别由1.83×105次和6.23×105次提高到3.01×105次和12.24×105次。最后,以提高试件的疲劳寿命为出发点,优选出了一组适合高温合金GH4169和钛合金TC17试件球头铣削精加工的加工参数组合分别为vc=20m/min,ap=0.5mm,fz=0.04mm/z,ae=0.2mm和vc=40m/min,ap=0.4mm,fz=0.08mm/z,ae=0.2mm,为GH4169和TC17材料零部件的球头铣削加工提供了指导。