In order to realize the compressive stress and antifatigue manufacturing of titanium alloy TI-6Al-4V, a compound processing of longitudinal-torsional ultrasonic vibration and milling (LTUM) is proposed, a theoretical prediction model of machining-induced residual stress (RS) is established, and it is validated by experiments. The trajectory model of cutting edge in LTUM is constructed; furthermore, the undeformed chip thickness (UCT) model of LTUM is structured; The mechanical stress model of LTUM is established from the shear stress and plow stress; the thermal stress model of LTUM is established from shear thermal stress and plow thermal stress; Considering mechanical and thermal stress, the residual stress of longitudinal-torsional ultrasonic milling is established by loading and releasing stress. From numerical simulation of mechanical stress and thermal stress model, it shows that in LTUM, stress fluctuates with ultrasonic vibration, and mechanical stress absolute value is larger than that of traditional machining (TM); thermal stress absolute value is less than that of TM. A series of experiments are carried out to verify the RS model of LTUM. From present work, through theoretical prediction and experimental verification of machining-induced residual stress, it is concluded that established theoretical model predicts properties, and distribution of residual stress with high accuracy and the LTUM significantly increases surface compressive stress and compressive stress layer depth. It lays a foundation for the compressive stress and fatigue resistance of titanium alloys.

为了实现钛合金TI-6Al-4V的压应力和抗疲劳制造，提出了纵向扭转超声振动铣削（LTUM）的复合加工方法，建立了加工引起的残余应力（RS）的理论预测模型。建立，并通过实验验证。建立了LTUM中切削刃的轨迹模型；此外，构造了LTUM的未变形芯片厚度（UCT）模型；根据剪应力和犁应力建立了LTUM的机械应力模型。根据剪切热应力和犁热应力建立了LTUM的热应力模型。考虑到机械应力和热应力，通过加载和释放应力来建立纵向扭转超声铣削的残余应力。从机械应力和热应力模型的数值模拟可以看出，在LTUM中，应力随超声振动而波动，并且机械应力的绝对值大于传统加工（TM）的值。热应力绝对值小于TM。进行了一系列实验以验证LTUM的RS模型。从目前的工作出发，通过理论预测和机加工引起的残余应力的实验验证，可以得出结论，建立的理论模型可以预测性能，并且残余应力的分布具有很高的准确性，而LTUM则显着增加了表面压应力和压应力层深度。它为钛合金的压缩应力和抗疲劳性奠定了基础。应力随超声波振动而波动，机械应力的绝对值大于传统机械加工（TM）的绝对值；热应力绝对值小于TM。进行了一系列实验以验证LTUM的RS模型。从目前的工作出发，通过理论预测和机加工引起的残余应力的实验验证，可以得出结论，建立的理论模型可以预测性能，并且残余应力的分布具有很高的准确性，而LTUM则显着增加了表面压应力和压应力层的深度。它为钛合金的压缩应力和抗疲劳性奠定了基础。应力随超声波振动而波动，机械应力的绝对值大于传统机械加工（TM）的绝对值；热应力绝对值小于TM。进行了一系列实验以验证LTUM的RS模型。从目前的工作出发，通过理论预测和机加工引起的残余应力的实验验证，可以得出结论，建立的理论模型可以预测性能，并且残余应力的分布具有很高的准确性，而LTUM则显着增加了表面压应力和压应力层的深度。它为钛合金的压缩应力和抗疲劳性奠定了基础。热应力绝对值小于TM。进行了一系列实验以验证LTUM的RS模型。从目前的工作出发，通过理论预测和机加工引起的残余应力的实验验证，可以得出结论，建立的理论模型可以预测性能，并且残余应力的分布具有很高的准确性，而LTUM则显着增加了表面压应力和压应力层的深度。它为钛合金的压缩应力和抗疲劳性奠定了基础。热应力绝对值小于TM。进行了一系列实验以验证LTUM的RS模型。从目前的工作出发，通过理论预测和机加工引起的残余应力的实验验证，可以得出结论，建立的理论模型可以预测性能，并且残余应力的分布具有很高的准确性，而LTUM则显着增加了表面压应力和压应力层的深度。它为钛合金的压缩应力和抗疲劳性奠定了基础。残余应力具有很高的精确度和分布，并且LTUM显着增加了表面压应力和压应力层深度。它为钛合金的压缩应力和抗疲劳性奠定了基础。残余应力具有很高的精确度和分布，并且LTUM显着增加了表面压应力和压应力层深度。它为钛合金的压缩应力和抗疲劳性奠定了基础。