针对高体积分数碳化硅颗粒增强型铝基复合材料（SiC_p/Al）在铣削过程中加工难度大、表面质量差等问题，提出了纵扭超声振动辅助铣削复合工艺。以超声振幅、切削速度、每齿进给量和切削深度为变量，设计了四因素五水平正交试验。通过响应曲面法和人工神经网络，建立了切削力、切削温度和表面粗糙度的预测模型，分析了4 个参数变量中两个指标的交互影响作用，并对预测模型的准确性进行了对比验证。最后，采用遗传算法对切削力、切削温度和表面粗糙度进行了多目标参数优化。结果表明，响应曲面法与人工神经网络建立的模型均有较好的预测能力，但人工神经网络准确性更高。采用遗传算法优选出的最佳参数组合为超声振幅A=1.84 μm，切削速度v_c=20 m/min，每齿进给量f_z=0.015 mm/z，切削深度a_p=0.8 mm，经过验证试验后发现，采用优选参数有效降低了切削力、切削温度和表面粗糙度，各值分别为切削力F_t=7.23 N，切削温度T=40.18 ℃，表面粗糙度R_a=2.4673 μm，预测误差分别为6.91%、6.53%、2.53%，证明了预测模型的准确性与优化参数的有效性。

针对航空发动机整体叶盘精加工过程中易产生颤振和加工变形的难题，开展了整体叶盘变形控制技术研究，设计出一种基于反向分段加工的光固化辅助支撑夹具。首先依据工件分段刚性化原则说明反向分段加工对于减少工件加工变形的有效性。其次设计了包括压紧块、仿形块、固定板在内的三段式叶盘加工辅助支撑夹具，通过光敏树脂填充仿形块与叶片之间的缝隙，为整体叶盘的加工提供良好支撑。并对夹具支撑性能进行了测试，验证了夹具的可靠性。最后，采用叶盘模拟件进行了反向分段加工验证试验，结果表明，所设计的夹具减小了叶盘截面线加工误差，最大让刀变形量由0.1 mm下降到了0.05 mm，验证了光固化辅助夹具对整体叶盘加工具有较好的变形控制作用。

粉末高温合金涡轮盘由于长期在高温高应力等极端环境下服役，通常需对其表面进行喷丸强化处理，以满足严苛的性能需求。基于此，本文系统研究了不同喷丸强度对镍基粉末合金FGH96的表面完整性的影响。结果表明，经喷丸处理后，合金近表层晶粒发生细化，产生了一层硬化层，并在表层引入了较大的残余压应力。此外，在合金近表面产生了塑性变形层，其深度随喷丸强度增加而增加，由原始状态下的5 μm增加到0.25 mmA喷丸强度下的117 μm。随喷丸强度的增加，合金的表面粗糙度、表面硬度值、硬化层深度、表层残余压应力和残余应力层深均呈增加趋势。该研究结果可为粉末高温合金喷丸强化工艺的设计和选取提供一定的数据基础。

对FGH4096粉末高温合金在700 ℃下进行了总应变范围控制的低周疲劳试验和拉伸应变保载低周疲劳试验，研究了保载时间对滞回环特征、应力松弛、循环应力响应和疲劳寿命的影响及其产生作用的损伤机理。结果表明，保载时间的引入可导致FGH4096合金疲劳寿命降低，随保载时间的延长，疲劳寿命降低速率逐渐减小；在总应变范围0.9%下，不同保载时间下FGH96合金均表现出循环软化特征；在拉伸应变保持期间发生应力松弛现象，拉伸应变保持初始阶段，应力急剧下降，之后随保持时间延长而趋于平缓。微观组织分析表明，低周疲劳断口和保载低周疲劳断口均由疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和瞬断区组成，疲劳源区均位于试样表面，扫描电镜下观察两种试样断口均未发现明显的蠕变断裂特征。

针对航空发动机燃烧室帽罩贴模性难以精确控制等问题，进行了粘性介质压力成形工艺数值分析，根据成形压力与保压时间的不同，建立了7 组粘性介质成形有限元模型，探究成形压力和保压时间对壁厚变化及回弹分布的影响。结果显示，在保压时间一定的情况下，成形压力从20 MPa提高到80 MPa时，帽罩成形的壁厚差从2% 降低至0.7%，成形压力为80 MPa时回弹量达到最低值，与成形压力20 MPa相比，回弹量降低约47.1%。在成形压力一定的情况下，保压时间为0.10 s时回弹量达到最低值，与保压时间0.06 s相比，回弹量降低约60.8%。在选定参数范围内，提高成形压力可提高帽罩粘性介质成形的贴模性，相比保压时间，成形压力对帽罩缺陷特征的影响更显著，考虑到高减薄率及增厚率带来的破裂、褶皱等风险，最终选择成形压力为80 MPa，保压时间为0.10 s。

针对航空发动机涡轮热端部件的焊接制造需求，开展了定向凝固高温合金IC10的大间隙钎焊工艺研究。结果表明，采用Ni–Nb–W–Co–Cr–Al合金钎料在不同间隙内预填高温合金粉末，在1225 ℃/30 min钎焊条件下可获得冶金质量良好的IC10合金大间隙钎焊接头。当钎焊间隙为0.2 mm时，接头在980 ℃/75 MPa下的平均持久寿命为44.56 h，随钎焊间隙增大，接头高温持久寿命逐渐下降。从接头断口分析来看，接头中的脆性化合物相为薄弱相，易萌生裂纹，从而诱发断裂。

针对传统短电弧铣削加工后表面存在热损伤层问题，在钛合金TC4上进行了短电弧–电化学复合加工试验研究，分析了短电弧–电化学复合加工的材料去除机制，并通过理论模型分析了影响复合加工快慢及表面质量的关键影响参数，即加工电压、工作介质电阻率和进给速度。通过单因素试验研究了关键参数对短电弧–电化学复合加工表面质量的影响。试验结果表明，利用短电弧–电化学复合加工底面间隙电化学效应可以很好地去除短电弧加工后表面热损伤层。在进给速度为4 mm/min 时可以实现无热损伤层加工，加工效率为354 mm3/min，加工表面粗糙度S_a 为17.982 μm。

激光选区熔化GH4169合金的高表面粗糙度是其应用过程中需要解决的一大难题，为了替代传统电化学抛光（电抛）使用的酸基电解液，本研究采用绿色安全的氯化胆碱-乙二醇体系作为低共熔溶剂（DES）对激光选区熔化GH4169合金进行电抛的研究。以电抛前后试样的表面形貌、粗糙度、光泽度、润湿角和电化学工作站测试的结果为指标，探索在氯化胆碱– 乙二醇中加入不同摩尔比例的乙醇对试样表面电抛效果的影响。结果表明，电抛后的试样表面质量得到了显著的改善。其中，在氯化胆碱∶乙二醇∶乙醇摩尔比1∶1.9∶0.1，电抛参数为温度60 ℃、时间30 min、电压3 V、磁子转速240 r/min和电极间距13 mm时，试样表面被整平抛亮，抛光效果最好，粗糙度R_a 达到（0.403 ± 0.010） μm，光泽度达到（357.9 ± 2.2）GU，润湿角以及电化学行为也验证了电抛后的试样表面更有利于耐蚀性。同时，探讨了合金在氯化胆碱– 乙二醇体系中的电抛机理。

镍基高温合金Inconel 718以高韧性和低导热性等物理力学性能使其成为典型难加工材料，在切削过程中易产生大量切削热，导致刀具磨损加剧并影响加工表面质量。干冰作为一种清洁冷却介质，具有临界温度低、潜热高、升华后无残留等特点，在难加工材料高效准干式切削中具有重要应用潜力。本文将干冰颗粒射流冷却辅助方法应用于Inconel 718切削加工，通过降低切削温度对改善Inconel 718切削性能的有益效果探索该绿色工艺。开展了干冰颗粒射流冷却辅助铣削试验，分析了干冰颗粒冷却工艺对Inconel 718加工过程中铣削温度、铣削力以及加工表面粗糙度的影响规律。结果表明，在干冰颗粒射流冷却条件下，Inconel 718加工过程中铣削温度和铣削力得到显著降低，同时加工表面粗糙度减小，证明干冰颗粒射流冷却辅助加工能够有效改善高温合金材料的切削性能。

闭式叶环是一类减重性能优越的整体构件，但因其结构闭式，开敞性差，通道狭窄扭曲，刀具进给空间有限，加工十分困难。电解加工为非接触式特种加工方法，具有加工不受材料力学性能影响、工具阴极无损耗、加工效率高等优势，是加工闭式叶环的重要方法之一。闭式叶环开槽电解加工的流场研究较少，流场稳定性有待提升。针对闭式叶环开槽电解加工，采用了正流式供液的流动方式，开展了1 mm、2 mm、3 mm出液缝宽下的流场仿真和优化研究，结果表明：（1）采用出液缝宽度为2 mm 的阴极，间隙内流场均匀性和可达性更好；（2）根据等流程原则调整出液缝位置并设计引流槽结构后，叶片边缘的局部缺液现象得到有效改善。开展了3 种不同出液缝宽度下的闭式叶环开槽电解加工试验，结果表明，采用优化流场结构的阴极可以实现叶环开槽的稳定加工，工具阴极与工件间的相对进给速度由0.79 mm/min提升至0.98 mm/min；且通道表面质量相对最优，叶背粗糙度由2.681 μm降低至1.641 μm，叶盆粗糙度由2.482 μm降低至1.243 μm。验证了流动方式的有效性和流场仿真结果的正确性。

针对复杂型腔类零件电火花加工中电极无干涉运动路径难规划的问题，提出一种电极运动轨迹搜索算法。使用NURBS参数化曲线曲面建模方法拟合叶片型面，建立叶片精确数学模型并计算流道中心线，基于流道中心线表达式提出轨迹搜索算法，开发了复杂型腔类零件多轴联动电火花加工专用CAM系统，成功实现4轴、5轴、6轴复杂型腔类零件的电极运动路径规划和无干涉加工过程仿真。进行整体带叶冠涡轮盘的加工试验，结果表明，叶形加工精度≤0.03 mm，总耗时249.3 h，满足闭式整体叶盘类零件指标要求。试验证明该算法可以快速搜索电极无干涉运动轨迹，有效避免电极干涉，从而提高轨迹搜索效率，工况适应能力强，可用于4 ~ 6轴各种工况下叶轮、叶盘等复杂型腔类零件的电极运动轨迹搜索。

航空发动机零部件中存在大量深小孔，不仅孔径小、深径比大，而且要求孔表面没有再铸层，这些特点给孔的加工带来了很多困难。电解加工是一种有效的加工方法，针对大深径比小孔电解加工所用的阴极侧壁绝缘层制备困难，且使用过程中容易损坏的问题，尝试了多种材料、多种方式的绝缘层制备方法，并对其在加工过程中的性能稳定性进行了试验研究，最终提出了一种基于弹性石英毛细管的新型多层复合绝缘层制备方法，并借助该方法制作管阴极，在不锈钢材料上成功加工出直径1.1 mm、深径比达181的深小孔。