钛合金整体结构件因其质量轻、强度高、耐高温等优良特性,被广泛应用于航空航天领域。钛合金整体结构件多为薄壁结构,是整体毛坯件经切削去除大量的多余材料制成,加工精度要求高。目前,钛合金整体结构件加工中存在切削效率较低和加工精度难以保障的问题。为解决这一问题,本课题通过模拟仿真和试验相结合的方式,研究了快进刀层铣、插铣、插钻三种工艺进行钛合金薄壁槽腔开腔的切削效率。通过试验分析了单侧单向和双侧交替两种走刀方式对薄壁筋板加工精度的影响。理论分析表明三种工艺均可进行钛合金薄壁槽腔开腔,且具有较高的切削效率。通过UG NX对这三种工艺切削效率的仿真可知:(1)在切削速度、切削宽度、进给量三者中进给量对切削效率的影响最为显著;(2)加工宽而深的槽腔时,插铣和插钻具有较高的切削效率。通过薄壁开口槽开腔试验可知:(1)采用插铣和快进刀层铣的工艺进行薄壁开口槽开腔,具有较高的切削效率且可提供后续精加工所需精度;(2)层铣刀具磨损主要为主后刀面的微小崩刃,插铣的刀具磨损主要为副后刀面的少量崩刃;(3)机床具有足够功率和动态刚度才可采用插钻工艺,否则机床将产生严重的振动、刀片产生大面积的崩刃。通过精加工薄壁筋板的试验可知:与单侧单向走刀相比双侧交替环绕走刀方式可取得更好的加工精度。通过对三种加工工艺的理论分析、仿真模拟和切削试验得出钛合金薄壁件加工工艺的选择原则:浅槽腔开腔时,快进刀层铣工艺具有较高的切削效率;宽而深的槽腔开腔时,插铣具有较高切削效率;精加工高厚比大的薄壁筋板,双侧交替环绕的走刀可取的较高加工精度;精加工高厚比小的薄壁筋板,既可采取双侧交替环绕又可采取单侧单向走刀方式。