切削加工是螺纹制造中最常用的方法,为了提高螺纹的强度和疲劳寿命,挤压及滚压加工开始应用于螺纹加工中。目前,小直径普通三角牙内螺纹的挤压成形加工已比较成熟。但是对于牙型角（30°）较小、牙顶较宽,且质量要求高、寿命要求长的梯形螺纹,其成形攻丝一直是一个难点。而钛合金材料导热系数低、变形抗力大,冷成形易开裂,其梯形螺纹的成形攻丝更是一个技术瓶颈。针对实际生产中的需要,本文提出了Ti-6Al-4V合金梯形内螺纹的低频扭转振动挤压（LTVE）方法,解决了该螺纹无法进行冷挤压加工的技术难题;该工艺中振动的施加属于强制振动,不因阻力突变而失效,可以为难加工材料的高质量螺纹加工提供新思路。本文的主要贡献及结果如下:在加工机理方面,对于梯形螺纹基于LTVE成形工艺,通过求解机械摩擦和滑移线场问题,建立了考虑摩擦的扭转振动挤压半解析模型,研究了低频扭转振动对成形攻丝扭矩的影响,并定量测定了总扭矩。结果表明,总挤压扭矩由正压载荷和挤压丝锥上的摩擦载荷组成,摩擦载荷由刀具/工件摩擦产生,刀具/工件的摩擦载荷是总攻丝扭矩的最大组成部分,占比高达90%以上。振动的引入可以减少螺纹成形攻丝过程中的摩擦,从而获得高的流变性能,适用于低频段,这从理论上揭示了低频振动可以减小螺纹成形攻丝过程中挤压扭矩,并且在实验中得到了验证。在加工装置及工具方面,基于LTVE工艺方法,设计了一种机械式扭转振动挤压攻丝激振装置,并研制了满足钛合金梯形螺纹加工要求的实验样机及梯形螺纹挤压丝锥。实际加工表明该方法整体可靠有效,为内螺纹,尤其是梯形螺纹的抗疲劳加工提供了有效途径。在牙型表面,通过对挤压和车削梯形内螺纹的对比分析,发现LTVE工艺加工出的螺纹牙型饱满,牙顶在未满牙螺纹中出现两端“隆起”特征,在满牙螺纹中出现周期性的连续轻微起伏“褶皱”特征,并沿螺纹挤压方向排列（间距约为166μm）;牙底表面粗糙度值低（Ra＜0.4μm）,明显优于车削型螺纹,其表面出现了碾压及塑性加工后的平坦无尖锐痕迹,是有别于切削加工形成的尖锐、周期性纹路的新特征。在基体内部残余应力分布方面,应用分切法（有别于X射线等表面测量方法）,探明了经LTVE工艺加工的梯形内螺纹内部残余应力的分布规律,为评估工件的耐久性提供依据。结果表明,螺纹孔周轴向残余应力大小较均一,在–20 MPa左右小幅波动;螺纹孔周径向残余应力呈先递增后下降,之后趋于平缓分布,孔口附近压应力达–500 MPa以上;螺纹孔周周向残余应力,呈先小幅递增后下降,之后趋于平缓分布,孔口附近达–200 MPa左右。在组织与疲劳性能方面,揭示了经扭转振动挤压工艺制造的冷态梯形螺纹牙微观组织演变的动态机制,即周期性、小应变量、高应变率的振动在较低的温度下促进了晶粒的孪生、晶界的滑移和晶粒的细化。研究发现经该工艺加工后牙底附近的大塑性变形层（垂直于挤压方向）主要以{0001}＜10–10＞择优取向,变形由晶体滑移和机械孪生共同调节,是引起钛合金牙底微观组织改变的主要因素。该变形层晶粒组织呈三层梯度分布的渐变结构,其深度可达500μm,并且在界面处无突变,能够有效的与基体组织结合,疲劳试验表明该渐变组织能够明显抑制裂纹扩展,提高螺纹的疲劳性能。