研究還表明，在高速粗加工過程中，要著重考慮以下幾方面。

　　(1)采用順銑(爬升切削)方式，以保持切削條件恒定，獲得較好的表面質量;

　　(2)保持金屬去除率恒定和選擇合理的走刀方式;

　　(3)盡量減少刀具的切入次數，可選擇回路或單一路徑切削模式來進行順銑。

　　4.2 銑削精加工

　　精加工的基本要求是獲得很高的精度、光滑的零件表面，實現精細區域的加工，如小的圓角、溝槽等。三維螺旋策略綜合了螺旋加工和等高加工策略的優點，可避免平行策略和偏置精加工策略中出現的頻繁方向改變，從而提高了加工速度，減少了刀具磨損，還可以在很少抬刀的情況下生成連續光滑的刀具路徑。

　　針對激光快速成形某大型TA15鈦合金飛機構件切削加工中存在大量R圓角的實際情況，在精加工中應采用筆式加工。首先找到先前大尺寸刀具加工后留下的拐角和凹槽，然后自動沿著這些拐角走刀，允許采用越來越小的刀具，直到刀具半徑與三維拐角或凹槽的半徑相一致，從而降低了拐角處的切削難度，也降低了讓刀量和噪聲的產生。

　　采用該精加工編程策略對激光快速成形TA15鈦合金某大型“腹板+筋條結構”飛機構件進行機械加工，獲得了較好的效果，精加工后的局部如圖8所示。

　　圖8 激光快速成形TA15鈦合金工件精加工狀態實物圖

　　4.3 鏜孔、鉆孔與攻絲

　　精加工后直接在數控加工中心上對工件上不同孔徑、不同方向的百余個孔進行鉆削(圖9(a));然后在臥式數控鏜銑床上對左右2個對稱的軸承孔進行鏜削(圖9(b));最后采用配模手工鉆制個別孔，并對軸承孔上的注油孔內螺紋進行手動攻絲，工藝參數基本參照BT20鈦合金鍛件的加工工藝。

　　圖9 激光快速成形TA15鈦合金構件鏜削、鉆削和攻絲等加工后實物照片

 

　　檢測結果表明，加工后獲得了精確的孔徑、孔位和良好的孔表面質量。實際加工過程中同時發現，鏜削和鉆削的穩定性較好，刀具的磨損程度與鍛件相當，基本未發生斷鉆現象。

　　4.4 切削變形控制

　　針對激光快速成形尺寸達1730mm×380mm×275 mm的飛機某大型鈦合金構件銑削等加工過程中不可避免的殘余應力及由此帶來的加工變形，本課題從切削工藝、裝夾和冷卻等多方面研究了變形控制方法。

　　激光快速成形鈦合金薄壁/細長零件與鍛造鈦合金的對比試切工藝試驗表明，激光快速成形鈦合金零件的加工回彈量相對較小，但由于所研究零件具有大平面腹板+單側不等厚/漸變厚度筋條的不對稱結構，且零件腹板平面度要求很高，這給切削變形控制帶來了較大難度。

　　首先，對切削工藝進行了優化研究。針對該激光成形鈦合金零件提出了多次翻轉、單次少量加工的加工策略，在未進行加工過程中的任何去應力退火工藝條件下實現了對平面度的良好控制，但多次裝夾和重新定位耗用一定工時，并且研究過程發現精加工零件經長時間放置后存在輕微變形(應力釋放)的現象。據此，研究增加了半精加工和其后的去應力退火工序，通過半精加工使最終精加工量盡量小(單側加工余量由原粗加工后的2.0～2.5mm減少至0.5～1.0mm)。隨后，將半精加工件緊固于具有基準平面的裝夾平臺上進行去應力退火，結果表明，增加半精加工和其后的去應力退火工序后，最終精加工后零件的平面度控制效果更佳，長時間放置后重新測量零件平面度時未發現明顯變形，表明經優化工序后的切削工藝大大降低了零件中的殘余應力水平，有利于變形控制。

　　其次，對裝夾方式進行了優化。研究表明，夾具要有足夠的剛性，工件在安裝時夾緊力不宜過大，以減少加工時零件的振動或變形。此外，鈦合金導熱系數小，切削鈦合金過程中產生的切削熱積于切削刃附近不易散發，造成刀具磨損嚴重、加工表面粗糙度低甚至嚴重導致零件過燒，因此切削過程中必須對加工零件充分澆注切削液。激光快速成形鈦合金零件的切削冷卻沒有特殊性，選用HGS-113切削液對該大型鈦合金構件進行切削加工時效果良好。

　　結論

　　(1)激光快速成形TA15 鈦合金“近終形”工件表面具有規則波紋起伏“魚鱗紋”狀形貌特征，這種特殊的表面形貌要求粗加工表面層時采用適當大的切深量。

　　(2)激光快速成形鈦合金零件粗加工前要求進行細致的劃線定位，必要時應試走刀，以保證各部位均留有合適的加工余量。由于激光快速成形工件已具有一定尺寸精度，各部位之間形成了較強的尺寸關聯關系。

　　(3)激光快速成形TA15鈦合金的銑削、鏜削、鉆削和攻絲等切削工藝性能與鍛件無顯著差異，其加工刀具材料和刀具幾何參數的選擇、切削工藝、冷卻與裝夾等除上述2方面特殊性外基本可參照鍛件。

　　(4)采用優化的切削工藝對激光快速成形某大型TA15鈦合金飛機構件進行了銑削粗加工和精加工、鏜孔、鉆孔和攻絲，獲得了良好的尺寸精度和表面質量。