机械加工的工艺设计涉及加工机床、刀具、夹具和工件，工艺系统的稳定对于保证零件的正常加工有着重要作用。在机床、工件固定的前提下，刀具和夹具以及选择的切削方式决定了工艺系统的整体性能。

    1.夹具

    夹具要既能保证工件装夹可靠、定位，又能保证加工安全。考虑到箱体在五轴五联动加工中心要一次装夹完成除装夹面外所有面的加工，所以夹具的外形尺寸应略小于箱体的四周尺寸，利用基准面四周螺孔和内部筋板，采用倒吊螺栓或内置式紧固装置装夹。通过实践发现，仅靠集中在基准面上的紧固力并不能保证箱体在加工中的稳定性，当加工面逐渐远离装夹面时就会产生振动。

    根据力矩公式Mo(F)=±Fd分析得到，当切削力F保持不变时，力到固定支点距离d的大小决定力矩Mo（F）的大小。随着箱体加工面逐渐远离装夹面（d增大），产生的力矩随之增大，力矩值增大到超出工艺系统临界平衡值时，箱体会产生振动，零件加工的不稳定性亦随之增大。可见，在加工面与装夹面距离不变的前提下降低力矩值Mo（F），必须减少切削力F的值。

    减少切削力F的值有两种途径。传统方法是减少切削深度，降低主轴转速，但会引起刀具磨损加剧、切削温度上升、表面粗糙度降低。先进的方法是采用高速切削加工。

    2.高速切削

    根据高速切削理论，高速切削应为切削温度不再随切削速度的加快而上升，且以高切削速度、高切削精度、高进给速度为主要特征的切削加工。高速切削加工和常规切削加工相比具有显著的特点。

    （1）切削力低：因切削速度快、剪切变形区窄、剪切角增大、变形系数减小，且切屑流出速度快，改善了刀屑接触面的摩擦，从而使剪切变形减少，切削力降低（可降低30％～90％），残留在工件表面的应力很小，有利于薄壁零件的精密加工。

    （2）减少热变形：高速切削加工过程中极高的进给速度使得95％切削热被切屑带走，工件保持冷态，不会由于局部升温而导致变形。

    （3）加工表面质量高：高速切削机床激振频率很高，已远远超过“机床——刀具——工件”工艺系统的固有低频范围（50Hz～300Hz），这使得工件处于无振动切削加工状态，表面加工质量较高，同时在高速切削下，积屑瘤、鳞刺、表面残余应力和加工表面硬化均受到抑制。

    （4）增加机床结构的稳定性：由于高速切削时的升温及单位切削力较小，增加了机床结构的稳定性，所以有利于提高加工精度和表面质量。