0 前言

     箱體是機器的基礎零件，它將機器和部件中的軸、齒輪等有關零件連接成一個整體，並（bìng）保持正確的相互位置，以傳遞轉（zhuǎn）矩或改變轉速來完（wán）成規定的運（yùn）動。因此箱體的加工質量直接影響（xiǎng）機器（qì）的工作精度、使用性能和（hé）壽命。一般箱體類（lèi）零件結構複雜，有內腔，體積較大，壁薄且不均勻；箱體類零件（jiàn）上（shàng）需要加工的表麵很多，有精（jīng）度較高的孔和平麵以及緊固螺紋孔。而加工中心是一種（zhǒng）功能很強（qiáng）大的綜（zōng）合性機床，可以通過一次（cì）裝夾實現多方（fāng）位（wèi）、多表麵的加工，所以使用加工（gōng）中心加工箱體類零件既能最大（dà）限度地發（fā）揮機床的性能，又能保證箱（xiāng）體零件各加工表麵（miàn）間（jiān）的精度（dù）要求。

1 加工中心簡介（jiè）

     加工中心是由機械設備與數控（kòng）係統組成的用於加工複雜形狀工件的高效率（lǜ）自動化機床。加工中心備有刀具庫，具有自動換刀功能，是對工件一次裝（zhuāng）夾後進行多工序加工（gōng）的數控機床。加工中（zhōng）心是高度機（jī）電一體化的產品，工件裝夾後，數控係統能控製機床按不同工序（xù）自動選擇、更換刀具，自動對刀，自（zì）動改（gǎi）變主軸轉速、進給量等，可連續完成鑽、鏜、銑（xǐ）、鉸、攻絲等多種工序，因而大大減少了工（gōng）件的裝夾、測量和機床調整（zhěng）等輔助工序時間，且在自動加工中（zhōng）能排除許多人為因素的影響，加工質量好且穩定、生產率高。對加工形（xíng）狀比較複雜、精度要求較高的零件具有良好的經濟效果。

2 箱體零件加工的定位夾緊分析

     箱（xiāng）體類零件結構複雜，加工表麵多，在加工中心上加工既要考（kǎo）慮工序長，一次定（dìng）位裝夾需加工多（duō）個表麵，還要能適應零件粗加工時切削力、夾緊力大以及精加工時（shí）定位精度（dù）高的要求，同時還要考慮刀具與夾具的幹涉（shè）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意：（1）盡量選擇工序基準為（wéi）定位基準，以減小定位誤差（chà），提高（gāo）加工精度；（2）盡可能選擇（zé）一個定位基準，完成所有能夠加（jiā）工的表麵， 以減少工件的裝夾次數（shù）， 縮短輔助（zhù）時間；（3） 盡量（liàng）選擇一個大而（ér）平的表麵作為定位（wèi）基準，使定位穩定可靠；（4）在確定夾（jiá）緊方案時，盡量采用聯動夾緊，使工件受力均勻（yún），以減小受力變形；（5）要（yào）求裝卸工件方（fāng）便， 縮短裝夾工件的輔助時間以提高生產效率（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（chéng）原點設置在夾（jiá）具上。綜上所（suǒ）述， 箱體類零件的底（dǐ）平麵是裝配基準，選擇底麵為定位基準，滿（mǎn）足基準重合原則。故箱（xiāng）體類零件加工（gōng）一般采用“一麵兩孔”定位（在這裏需要指出（chū）的是，如果工件上沒有用於定位的兩孔，可以先加工出2 個工藝孔，待工件加工完成（chéng）後根據情況處理），其定位方案如圖（tú）1 所示。圖1 中支承板6 限（xiàn）製了3 個自由度（z，x，y），圓（yuán）柱銷（xiāo）7 限製了2 個自由度（x，y），削邊銷5 限製了一個自（zì）由（yóu）度（z），工件實現了完全定位（wèi），符合定（dìng）位要求。而（ér）且工（gōng）件在空間的位置唯（wéi）一確定，方便加（jiā）工過程中對刀。

     使用這種定位方式應（yīng）該注意：（1）用於定位的平麵應該大（dà）而且平， 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（xiǎo）定位誤差（chà）；（3）菱形（xíng）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（wèi）。

     工件在加工中心上的裝夾常（cháng）用螺栓壓板裝夾和平口（kǒu）鉗裝夾。而螺栓壓板裝夾速度較慢，勞動強度大，生產率低；平口鉗裝夾適用於形狀比較規則的小型工件。這2 種裝（zhuāng）夾（jiá）方式對於形狀複雜的箱體類零（líng）件，一（yī）般都（dōu）不太適用。結合前麵的定位方式分析，箱體類零件可以采用如圖1 所示的聯動夾緊機構。

     該夾緊機構雖然也采用的是螺栓壓板式的裝夾方式， 但由於是聯動夾緊， 隻要擰緊夾緊螺母4就可以使工件的2 個夾緊點處同時得到夾緊力，簡化夾緊動（dòng）作，同時使工（gōng）件受力均勻（yún），減小變形。在實（shí）際中，可以根據工件的大小、批量而設計成氣動夾緊等自動夾緊方式。另外，壓板的（de）具體結構形式，應根據工件的結構而定，這裏隻是通（tōng）過圖1 說（shuō）明聯動

夾緊的工作（zuò）原（yuán）理及其特點。

3 刀具的選（xuǎn）擇

     3．1 刀具的基本要求

     加工中心用刀具（jù）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下盡可能短；（2）重複定位精度（dù）高，同（tóng）一把刀具（jù）多次（cì）裝入加（jiā）工中心主軸錐孔時，切削刃的位置應重複不變；（3）切削刃相對（duì）於主軸的一個固定點的軸（zhóu）向和徑向位置（zhì），應能以快速簡單的（de）方法準確地預調到一個（gè）固定的幾何尺寸。

     3．2 加工平麵用刀具

    加工平（píng）麵用的刀具可以根據平麵的大小（xiǎo），加工階段及被加工材料等（děng）因素加（jiā）以選擇：（1）麵積（jī）較大的平麵加工采（cǎi）用麵銑刀，主偏角Kr=90°的麵銑刀（dāo）還（hái）可以加工小（xiǎo）台階，粗齒銑刀用於粗（cū）加工；細齒銑刀用於平穩條件的銑削加工；密齒銑刀用於薄壁鑄鐵件的（de）加工；（2）麵積較小的平麵選用（yòng）螺旋齒立銑刀，這樣可以（yǐ）增加切削平穩性，提高加工精度。選擇切削刃過端麵的立銑刀，端麵刃還可用來加工與側麵相垂直的底平麵。

    3．3 加工孔用刀具

     箱體類零件上通常有很多類型的孔， 如螺紋孔、定位銷孔及軸承孔等。對於（yú）尺寸較小的（de）孔，可根據精度要求選用鑽（zuàn）頭、擴孔（kǒng）刀、鉸刀等去加工。而對於精度要求高的軸承孔的精加工應（yīng）選用（yòng）精鏜微調鏜刀。這種鏜刀的徑向（xiàng）尺寸可以在一定範（fàn）圍內進行微調，調節方便，且精度高，其結（jié）構如圖（tú）2 所示。

     調整尺寸時，先鬆開拉緊螺（luó）釘4，然後轉動帶刻度（dù）盤的調整螺母5，待調至所需尺寸（cùn）時，再擰緊螺釘4。使用時應保證錐麵（miàn）的接觸（chù）麵積，而（ér）且與直孔部分同心。導向塊與（yǔ）鍵槽配合間隙不能太大，否（fǒu）則微調時就不能達到（dào）較高的精度。

    刀片的材質應根據零件材料確定，包括硬質合金(塗層)、CBN、PCD、陶瓷和粉末冶金高速鋼等。

4 切削用量的確定

     切削用量是加工中的重要參數，切削用量的選擇會直接影響加工精度、表麵（miàn）粗糙度、加工生產率（lǜ）、刀（dāo）具耐用度等。切削用量的選擇，粗加工時應盡量保（bǎo）證較高的（de）生產率（lǜ）； 而在半精加工和精加工中，應保證（zhèng）有（yǒu）高的加工精度和低的表麵粗糙度值。選擇原則及確定（dìng）順序如下：

    （1）切削深度ap

     根據工（gōng）件（jiàn）的材料及工藝係統（tǒng）的剛度來決定（dìng）。切削深度主要影響生產率，同（tóng）時還會影響切削力和（hé）切削熱等。在加工中心工（gōng）藝（yì）係統（tǒng）剛度允許（xǔ）的條件下，盡可選取大的切削深度以（yǐ）提高生產率。為了保證（zhèng）零件的加工精度和表麵粗糙度，一般留一定（dìng）的餘量進行精加工，其餘餘量盡量在粗加工中一次切去；

     （2）進給量f 進給量主要（yào）會影響加工表麵的

     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（jìn）給量應根據加（jiā）工精度、表麵粗糙度、工件材料等選擇。確定切削深度之後，粗加工中應選擇盡可能大的進給量進行（háng）加（jiā）工，以保證有（yǒu）較高（gāo）的生產率（lǜ），而在精加（jiā）工中（zhōng）則應以加工精度和表麵粗糙度值作為選擇進給（gěi）量的依（yī）據；

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

     綜上（shàng）所述（shù）， 一般在粗加（jiā）工時選擇大（dà）的切削深（shēn）度， 較大的進給量和較小的切削速度（dù）進行切削，而在精加工中則選擇小的切削深度、小的進給量和大的切削（xuē）速度加工（gōng）。

5 結語

      在加工中心上加（jiā）工時除了前麵所提到的定位夾緊方案的確定、刀具的選擇、切削用（yòng）量的（de）確定之外，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，一些參數的選擇要結合實際的工藝條件，在不斷的嚐（cháng）試、總結中積累工（gōng）藝數據，不斷去完善，逐步優化合理（lǐ）。