随着现代制造技术的发展,各制造业对产品的要求逐渐提高,机床作为工业母机,在制造业中有着举足轻重的地位。机床主轴箱体是机床上的关键零件,其制造精度直接关系到机床的加工性能,进而影响其他被加工零件的质量。主轴箱体作为典型的箱体类零件,其加工特征分布在箱体的多个面上,为提高其加工精度与加工效率,选择立卧镗铣加工中心作为加工设备。与传统机床相比,立卧镗铣加工中心配备了双主轴与回转工作台结构,以及多轴联动功能,能够在一次装夹下加工零件的多个面,减少装夹定位次数、缩短加工时间,在提升加工效率的同时提高零件的加工精度,符合制造业对高精度、高效率、低成本的要求。由于零件的工步顺序安排决定了加工过程中工件转位和刀具更换的次数,进而决定辅助加工时间,故而优化工步顺序对提高加工效率有着重要意义。此外,切削参数作为工艺规划中的关键因素,对其进行优化是进一步提升生产效率、提高加工精度、降低生产成本的重要途径。本文以机床主轴箱体为研究对象,通过分析其结构特点和加工要求,确定各个特征的加工方法,初步制定了加工工艺。而后,以此加工工艺为基础优化零件加工的工步顺序以减少辅助加工时间;同时分析研究了典型钻、铣工艺的切削参数对刀具磨损和表面粗糙度的影响,并通过优化切削参数进一步提高加工质量。主要研究工作总结如下:首先,针对机床主轴箱体,通过分析其工艺特点,进行了加工工艺规划,并结合加工顺序安排原则制定了加工工艺。对机床主轴箱体的结构特征和主要加工要求进行分析,选定立卧镗铣加工中心作为其加工设备。分析零件加工的工艺方法,通过阐述工艺规程设计方法,确定了零件的定位基准和各个特征的加工方案,计算加工余量与各工序尺寸,并选择合理的切削用量。在此基础上结合加工顺序安排原则制定了主轴箱体的加工工艺。其次,构建了立卧镗铣加工中心加工箱体类零件时的工步优先关系约束矩阵和辅助加工时间模型,并利用改进的遗传算法优化工步顺序以减少辅助加工时间。针对立卧镗铣加工中心可在一次装夹下通过转位和换刀将箱体类零件的五个面上的面孔特征全部加工完成的高柔性和多约束的特点,建立了基于多色集合理论的工步优先关系约束矩阵,并构建了零件辅助加工时间的数学模型。为提高算法的运算效率,设计了交叉变异算子来解决迭代过程中出现非法解的问题。以主轴箱体加工过程中的辅助加工时间为优化目标,利用改进的遗传算法对零件加工工步顺序进行优化,使其在满足优先关系约束的前提下尽量减少辅助加工时间,优化后的工步顺序所需的辅助加工时间较初始工艺减少了19%。最后,分析主轴箱体加工过程中的典型钻削和铣削工艺的切削参数对刀具磨损和零件表面粗糙度的影响规律,以提高加工效率和减小刀具磨损为目标,利用非支配遗传算法（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ）对切削参数进行优化。分别设计了高速钢钻头和硬质合金铣刀切削灰铸铁材料的全因子实验和正交实验,观测刀具磨损状态和后刀面磨损值,同时测量工件被加工表面的粗糙度,利用实验数据分析二者的变化规律,并拟合得到一定金属去除体积下二者的预测模型。而后利用NSGA-Ⅱ算法分别对钻削过程和铣削过程进行多目标优化,利用实验来验证预测模型的准确性和优化结果的可行性,并依据实验结果对主轴箱体加工工艺进行完善。本研究针对机床主轴箱体所做的加工工艺制定、工步排序优化及切削参数优化可为企业其他典型箱体类零件加工工艺的制定和优化提供参考,对提高零件质量和生产效益有着重要意义。