如何优化零件加工工艺措施？

图7-25所示为铣床变速箱体，材料为HT200，中批量生产，分析其加工工艺。

一、工艺分析

该零件由平面、型腔以及孔系组成。零件结构较复杂，尺寸精度较高，零件上需要加工的孔较多，虽然绝大部分配合孔的尺寸精度最高仅为7级，但孔系内各孔之间的相互位置精度要求较高，除一处垂直度公差为0.03mm外，其余各处同轴度、平行度公差为0.02mm。

二、选择设备

为确保这些孔加工精度的实现，提高生产率，本例选择卧式加工中心加工该件。机床具有3坐标联动，双工作台自动交换，由机械手自动换刀，传感器自动测量工件坐标系和自动测量刀具长度。刀库容量为60把。工作台面积为630mm×630mm，工作台横向（X轴）行程为910mm，纵向行程（Z向）行程为635mm，主轴垂向行程为710mm，编程可用人机会话式，一次装夹可完成不同工位的钻、扩、铰、镗、铣、攻螺纹等工序。对于加工变速箱体这类多工位、工序密集的工件，加工中心与普通机床相比，有其独特的优越性。

三、工艺设计

1.选择加工方法

1）对同轴孔系采用“调头镗”的加工方法，先在B0°和B180°工位上先后对两个侧面上的全部平面和孔进行粗加工；然后再在B0°和B180°工位上，先后对两个侧面的全部平面和孔进行半精加工和精加工。

2）为了保证孔的正确位置，在加工中心上对实心材料钻孔前，均先锪孔口平面、钻中心孔，然后再钻孔→扩孔→镗孔或铰孔。

3）因ϕ125mm孔为半圆孔，为了保证ϕ125mm孔与ϕ52mm孔同轴度0.02mm的要求，在加工过程中，先用立铣刀以圆弧插补方式粗铣至ϕ124.85mm，然后再精镗。

图7-25 铣床变速箱体

4）为保证ϕ62mm孔的精度，在加工该孔时，先加工2×ϕ65mm卡簧槽，再精镗ϕ62mm孔。具体加工工艺见表7-10所示。

表7-10 铣床变速箱体数控加工工艺卡片

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2.定位基准的选择

选择零件上的M、N和S面作为精定位基准，分别限制3个、1个和两个自由度，在加工中心上一次安装，完成除精基准以外的所有表面由粗至精的全部加工，保证了该零件相互位置精度的全部项目。这三个平面组成的精基准可在通用机床上先加工好。

3.确定装夹方案

装组合夹具，将夹具各定位面找正在0.01mm以内，将夹具擦净，夹好。

将工件M面向下放在夹具水平定位面上，S面靠在竖直定位面上，（32±0.2）mm、Ra6.3μm面靠在X向定位面上夹紧，在工件与夹具定位面之间，保证0.01mm塞尺不能进入。当然，各定位面已在前面工序中用普通机床加工完成。

4.加工阶段的划分

为了使切削过程中切削力和加工变形不过大，以及前次加工所产生的变形（误差）能在后续加工中完全消除，可把加工阶段分得细一些，全部配合孔均经过粗→半精→精三个加工阶段。

5.刀具选择

数控加工刀具卡片见表7-11。

表7-11 数控加工刀具卡片

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