0 前言（yán）

     箱體是機器（qì）的（de）基礎零件，它將機器和部件中的軸、齒輪等有關零件連接成一個整體（tǐ），並（bìng）保持正確的相互位置，以傳遞轉矩或改（gǎi）變轉速來完成（chéng）規定的運動。因（yīn）此箱體的加工質量直（zhí）接影響機器的工作精度、使用性能和壽命。一般箱體類零（líng）件結構複雜，有內腔，體積較大，壁薄且不均（jun1）勻；箱體類零件上（shàng）需要加工（gōng）的表麵很多，有精度較高的孔和平麵以及緊固（gù）螺紋孔。而加工中心是一種功能很（hěn）強大的綜合性機床，可以通過一次裝夾實現多方位、多表麵的加工，所以使用加工中心加工箱體類零件（jiàn）既能最大限度地發（fā）揮（huī）機床的（de）性能，又能保證箱體零（líng）件各加工表麵間的精度要求。

1 加工中心簡介

     加工（gōng）中（zhōng）心是由機械設備與數（shù）控係統組成的（de）用於加工（gōng）複雜形狀工件的（de）高（gāo）效率自動化機床。加工中心備有刀具庫，具有自動換刀（dāo）功能，是對工件一次裝夾後進行多（duō）工序加工的數控機（jī）床。加工中心是高度（dù）機電一體化的產品，工件裝夾後，數控係統能控製機床（chuáng）按不同工序自動選擇、更換（huàn）刀具，自動（dòng）對刀，自動（dòng）改變（biàn）主軸轉速、進給量等，可連續完成鑽、鏜、銑、鉸、攻絲等（děng）多種工序，因而大大減少（shǎo）了工（gōng）件的（de）裝夾、測量和機床調整等輔助工（gōng）序時間，且在自動加工中能排除許多人為因素的影響（xiǎng），加工質量好且穩定、生產率高。對加工形狀比較（jiào）複雜（zá）、精度要求較高的零件具有良好的（de）經濟效果。

2 箱體零件加工的定位夾緊分（fèn）析

     箱體類零件結構複雜，加工（gōng）表麵多，在加工中心上加工既要考慮工序長，一次定位裝夾需（xū）加工（gōng）多個表（biǎo）麵，還要能適應零件粗加工（gōng）時切削力、夾緊力（lì）大（dà）以及精加（jiā）工時定位精度（dù）高的要求（qiú），同時還要考（kǎo）慮刀具與夾具的幹涉碰撞以及夾具和程序間的對應關係。在確定定位裝夾方案時要注（zhù）意：（1）盡量選擇工序基準為定位基準，以減小定位誤（wù）差，提高加工精度；（2）盡可能選（xuǎn）擇一個定位基準，完成所有能夠加工的表麵， 以減少工件的裝夾次數， 縮短輔助時間；（3） 盡量選擇一個大而平的表麵作為定位基準，使定位穩定（dìng）可（kě）靠；（4）在確定夾緊方案時，盡量采用聯動（dòng）夾緊（jǐn），使工件受力（lì）均勻，以減小受力（lì）變形；（5）要求裝卸（xiè）工件方便， 縮短裝夾工件（jiàn）的輔助時間（jiān）以提高生產效率（lǜ）；（6） 對工件基準點不方便測定的工件，應在夾具上設置找正麵，把編程原點設置在夾具上。綜上所述， 箱體類零件的底平（píng）麵是裝配基準，選擇底麵為（wéi）定位基（jī）準，滿足基準重合原則（zé）。故箱體類（lèi）零件加工一（yī）般采用“一麵兩孔”定位（在這裏需（xū）要指出的是，如（rú）果工件上沒（méi）有用於（yú）定位的兩孔，可以先加工出2 個（gè）工藝孔，待工件加工完（wán）成後根據情（qíng）況（kuàng）處理），其定位方案如圖1 所示。圖（tú）1 中支承板6 限製了3 個自（zì）由度（dù）（z，x，y），圓柱銷7 限製了2 個（gè）自由度（x，y），削邊銷5 限製（zhì）了一個自由度（z），工件實現了完全定位，符（fú）合定位要（yào）求。而且工件在空間的（de）位置唯（wéi）一（yī）確定，方便加工過程中對刀。

     使用這種定位方（fāng）式應該注意：（1）用於定位（wèi）的平麵（miàn）應該大而且（qiě）平， 這樣才能實現穩定的定位；（2）兩孔之間的距離應盡可能地大，可減小定位誤差；（3）菱形銷應在兩銷連線的方向削邊，否則會出現過定位（wèi）和欠定（dìng）位。

     工（gōng）件在加工中心上的裝夾常用螺栓（shuān）壓板裝夾（jiá）和平口鉗裝夾（jiá）。而螺栓壓板裝夾速度較慢，勞動強度大，生產率（lǜ）低；平口鉗裝夾適用於形狀比較規則的小型工件。這2 種裝夾方式對於形狀（zhuàng）複雜的（de）箱體類零件，一般都不太適用。結合前麵的定位方式分析，箱體類零件可以采用（yòng）如圖1 所示的聯動夾緊機構。

     該（gāi）夾（jiá）緊機構雖（suī）然也采用（yòng）的是螺（luó）栓壓板式的裝夾方式， 但由於是聯動夾緊， 隻要（yào）擰（nǐng）緊夾緊螺母4就可以使工件的2 個夾（jiá）緊點處同時得到夾緊力，簡化（huà）夾（jiá）緊動作，同時使工件受力均勻，減小變形。在實際中，可以（yǐ）根（gēn）據工件的大小、批量而設計成氣動夾緊等自動夾緊方式。另（lìng）外，壓板的具體結構形式，應根據工件的結構而定，這裏隻是通過圖1 說明聯動

夾緊的工作原理及其特點。

3 刀具的選擇

     3．1 刀具（jù）的基本要（yào）求

     加工中心用刀具的基本要求：（1） 刀具應有較高的剛性，在加工中心上加工刀具的長度應在滿足使用要求的前提（tí）下盡可能短；（2）重複定（dìng）位精度高，同一把刀具多次裝（zhuāng）入加工中心主軸錐孔時，切削（xuē）刃的位置應重複不變；（3）切削刃相對於主軸的一個固定點的軸向和徑向位置，應能以（yǐ）快速簡單的方法（fǎ）準確地預（yù）調到一個固定的幾何尺寸。

     3．2 加工平（píng）麵用刀具

    加工（gōng）平（píng）麵用的刀具可以根據平麵的大小，加工階段及被加工材料等因素加以選擇（zé）：（1）麵積較大的平（píng）麵加（jiā）工采用麵銑刀，主偏角Kr=90°的麵（miàn）銑刀還可以加工小台階，粗（cū）齒銑刀（dāo）用於粗加（jiā）工；細齒銑刀用於平穩條件的銑削加工；密齒（chǐ）銑刀用於薄（báo）壁鑄鐵（tiě）件的加工（gōng）；（2）麵積較小的平麵選用螺（luó）旋齒立銑刀，這樣可以增加（jiā）切削平穩性（xìng），提高加（jiā）工（gōng）精度（dù）。選擇切削刃過端麵的立銑刀，端麵刃（rèn）還可用來加工與側麵相垂直的底平麵。

    3．3 加工孔用刀具（jù）

     箱體類零件（jiàn）上（shàng）通常有很多類型的孔， 如螺紋孔、定位銷孔及軸承孔等。對於尺寸較小的孔，可根據精度要求選用鑽頭、擴孔刀、鉸刀等去加工。而（ér）對於精度要求高（gāo）的軸承孔的精（jīng）加（jiā）工應選用精鏜微調（diào）鏜刀。這種鏜刀的徑向尺寸可以在一定範圍內進行微調，調節方（fāng）便，且（qiě）精度高，其結構如圖（tú）2 所（suǒ）示。

     調整尺寸時，先鬆開拉緊螺釘4，然後轉動（dòng）帶刻度盤的調整螺母5，待調至（zhì）所需尺寸時，再擰緊螺釘4。使用時應保（bǎo）證錐麵的接觸麵積，而且與直孔部分同心。導向塊（kuài）與鍵槽配合間隙（xì）不（bú）能太大，否則（zé）微調時就不能達到較（jiào）高的精度。

    刀片的材質應（yīng）根據零件（jiàn）材料（liào）確定，包（bāo）括硬質合金(塗層)、CBN、PCD、陶瓷和粉末冶（yě）金高速鋼等。

4 切削用量的確定

     切（qiē）削（xuē）用量是加（jiā）工（gōng）中的重要參數，切削用量（liàng）的選擇會直接影響加工精度、表（biǎo）麵粗糙度（dù）、加工（gōng）生產率、刀具耐用度等。切（qiē）削用量的（de）選擇，粗加（jiā）工（gōng）時（shí）應盡量（liàng）保證較高的（de）生產率； 而在半精加工和精加工中，應保證（zhèng）有高的加工精度和低的表麵粗糙度（dù）值。選擇（zé）原（yuán）則及確定順序如（rú）下：

    （1）切削深度ap

     根據工件的材料及工藝係（xì）統的（de）剛度來決定。切削深度主要影響生產率（lǜ），同時還會影響切削力（lì）和切削（xuē）熱等（děng）。在加工中心工藝係（xì）統剛度允許的條件（jiàn）下，盡（jìn）可選取大的切削深度以提高生產率。為了保證零件的加工精（jīng）度和表（biǎo）麵粗糙度，一般留一定的餘量進（jìn）行精加工，其餘餘（yú）量（liàng）盡（jìn）量在粗加（jiā）工中一次切去；

     （2）進給量f 進給量主要會影響加工表（biǎo）麵的

     粗糙（cāo）度值及生產率， 對切削力和切削熱的影響較小。因此進給量應根（gēn）據加工精度、表麵粗糙度（dù）、工件材料等（děng）選擇（zé）。確定（dìng）切削深度之後，粗加工（gōng）中應選擇盡可能大的進給量進行加工，以保證有較高的生產率，而在精加工中則應以加工精度和表麵粗糙度值作（zuò）為選擇進給量的依據；

     （3）切削速度（dù）v 切削速度主要會影（yǐng）響刀（dāo）具的耐用度。切削速度越高，產生的切削熱越多，刀具的耐（nài）用度會降低。另外在選擇時還要注意與切削深度和進給量相適應，以防止機床過載。

     綜上所述（shù）， 一般在粗加工時選擇大的切削深度， 較大的進給量和較小的（de）切削速度進（jìn）行切削，而（ér）在精加工中則選擇小的切削深度、小的進給（gěi）量和大的切削（xuē）速度加工。

5 結語

      在加工中心上加工時除了（le）前麵所（suǒ）提到的定位夾緊方案的確（què）定、刀具的選擇、切削用量的確定之（zhī）外，還要注意：加工中心加工工序與普通機床加工工序的銜接；夾（jiá）具與機床（chuáng）各部分的幹涉等問題。另外，加工過程導致加工誤差的因素是多方麵的，一些參（cān）數的（de）選擇要結合實（shí）際（jì）的工藝條件，在不斷的嚐試、總結中積累工藝數據，不斷去完善，逐步優（yōu）化合理。