1.巨大的尺寸和重量

在加工大型模具時，如何應付其（qí）自身的巨大尺寸和重量是加工（gōng）企業麵臨的一（yī）大挑戰。大型模具的加工往往需要大量的（de）勞動力、專用（yòng）設備和多次調（diào）試裝夾，而加工精（jīng）度也受（shòu）到多方麵潛（qián）在因（yīn）素的影響而不易（yì）保（bǎo）證。

2.購置成本問題（tí）

加工生（shēng）產各類大型模具直接相關的最（zuì）大費用就是機床的（de）購置成本。能夠生產大型（xíng）模具的（de）機床是相當昂貴的，尤其是（shì）在複雜工藝安排下，需要使用多台（tái）機床才（cái）能完成（chéng）從模具粗（cū）加工到精加工的全部工序。這樣的先期高投入成本也是很多企業進入這一市場的最大障礙。由（yóu）此，我們可以看出，如果可以在一台合適的機床上實現大型模具的粗（cū）加工和精加工（gōng），甚至僅需一次調試裝夾，那麽很多問題將迎刃而（ér）解，加工精度（dù）也可以得到保證。

加（jiā）工（gōng）中心

1.鑄鐵床身結構，機床主軸（zhóu）具有散熱（rè）功能

鑄鐵材料具有很高的剛性和散熱特性，因而是製造機床結（jié）構件最（zuì）穩定的（de）材料。對於銑削大型零件用的任何機床，首先需要具有非常結（jié）實（shí）的鑄（zhù）鐵結構，並裝備有具有散熱功能的主軸。

就機床的主軸而言，它必須采用（yòng）內置冷卻技術，從軸（zhóu）承外麵來冷卻主軸，保證在（zài）長時間加工過程中，主（zhǔ）軸本身不會被（bèi）燒壞或不會因熱膨脹而造成精度損失。這（zhè）些因素是非常（cháng）重（chóng）要的，因為大型模（mó）具的加工需要消耗很長的時間，同時在重切削條件下，這會增加模具的（de）熱量和（hé）應（yīng）力。所以，機床的（de）結構部件必須具有良好的（de）剛性和散熱特性，這是加工（gōng）出大型優質模具的前提。因此，必須最大程度（dù）地限製加工（gōng）過程中機床的振動，並快速擴散加工過程中產（chǎn）生的（de）熱量。選擇合適的加工機床和刀具可以實現成本和周期的雙贏（yíng）。

2.熱穩（wěn）定技術

由於加工時間過（guò）長，環境溫度的影響也（yě）是必須要考慮的。例如，在普通機床上加（jiā）工大型（xíng）模具，當環境溫度變（biàn）化10℃時，將會（huì）導致機床立柱發生6℃的溫度變化，從而引起主軸（zhóu）角板平行度發生0.07mm的變化。因此（cǐ），機床的設計必須考慮到環境溫度的效應，避免環境溫度影響到加工零件（jiàn）的精度。

3.速度

對於一台行程能夠快速移動的大型模具加工中心來說，大型模（mó）具加工機床的主軸轉（zhuǎn）速應至少達到20000r/min，金屬的（de）切削速度應滿足762～20000mm/min。

4.精（jīng）度

精度控製始終（zhōng）貫穿於模具加工的各個階段，如果需要在一（yī）台（tái）加工中心上實現對大型模具的粗加工和精加工，那麽必須嚴格控製機床的（de）定位精度和重複定位精度。大型模（mó）具專用的加工中心，一（yī）般其定位精度可以達到（dào）±1.5μm，重複定位精度應達到±1μm。同時，其節距精度應保持在（zài）5μm之內。

5.反饋分辨率

對於高精度曲麵加工，機床自身的反饋分辨率對於檢測加工零件的（de）精（jīng）度是十分重要（yào）的。采用（yòng）標準的1μm反饋分辨率，通常所獲得的結（jié）果並不十分理想。如果分（fèn）辨率（lǜ）能夠達到0.05μm，那麽其精加工結（jié）果幾乎沒有任何瑕疵。而且，通過對機（jī）床（chuáng）分辨率、標尺反饋和小節距滾珠絲杠的控製（zhì）可進（jìn）一（yī）步提升（shēng）零件表麵的加（jiā）工質量。

6.主軸

大型模具加工中心上使用的主（zhǔ）軸必須達到（dào）進行粗加（jiā）工、半精（jīng）加工和高質量精加工的要（yào）求，而且作為一（yī）個（gè）參（cān）考標準，其能夠實現的表麵加工質量應該控製在2μm的（de）水平（píng）。通常，對於模具閉合麵和（hé）分型線（xiàn）部分（fèn）的精加工（gōng）十分重要，但在傳統工藝（yì）下，許（xǔ）多模具製造商不得不采用手工拋光的方式，以彌補刀具加工精度不足的問題。因為，大型加工機床的（de）造價昂貴，如果為（wéi）此項工序購置多功能機（jī）床，顯然是不切合（hé）實際的。

此外，合理的主軸設計必須能夠最（zuì）大程度地延長刀具的使用壽（shòu）命，使其能夠在（zài）加工周期內以低振動（dòng）、低溫升（shēng）的狀態持續工作（zuò）。例如，在大型模具（jù）加工中心（xīn）上加工汽車儀表板模具時，如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具，加（jiā）工速度可以達到8m/min，使用壽命超過30h，可以將加工表麵質（zhì）量控製在0.336～3.2μm。由（yóu）此（cǐ）可知，考慮到加（jiā）工（gōng）大型模具時（shí）的刀具成本增加，采用專門設計的大型模具（jù）加工機床，不僅可以延長刀具使用壽命，而且可以大量（liàng）節約加（jiā）工每付模具的刀具使用成本。

7.可移動（dòng）的（de）多軸加工頭

由於模具尺（chǐ）寸和重量的限製，一般（bān）裝夾工件需要花費很長的（de）時間。因此，采用（yòng）3軸聯動加工中心不僅減少（shǎo）了工件的調試裝夾次數，而且（qiě）又不影響機床的加工精度，從而使車間加工（gōng）大型模具的生產能力大大提高。

可移動的多軸加工頭可以用於加工結構特別（bié）複雜的大型模具，按可變幾何形狀設計的加工頭可允許3軸聯動加工，僅需（xū）一次裝夾工件，便可（kě）銑削加工型腔很深的模具和冷卻孔，以及切削加工許多其他幾何形狀複雜的部位。例如，當主軸以最佳的角度傾斜時，可提（tí）高加工頭對（duì）銑削加工點（diǎn）的接（jiē）近程度，這樣（yàng）便可實現利用（yòng）多軸加工頭完成對斜孔的加（jiā）工。

此外（wài），由於多軸加工頭加工工件表麵時（shí），采用的是刀具的半徑刀刃而不是刀具的刀尖（jiān），因此可提高表麵粗糙度。

8.切屑管理

金屬切削（xuē）加工時會產生大量的切屑，如果不能及時排除，必然會導致二次切削，以及造成機床（chuáng）結構部件或者工件表麵的溫升。大型模具加工（gōng）中心的工作台下麵通常具有18個排屑孔，不管工作台移動到什麽位置，都能夠可靠地排除切屑。機床上有4條（tiáo）內置鉸鏈式切屑傳送帶，以很高的速度將切屑排送到機床前麵。

9.高壓冷卻液

在大型模具加工時，高壓冷卻液有著非常重要的作（zuò）用。例如，在采用2+3軸的加工方法（fǎ）鑽削斜孔時，需要壓力（lì）為（wéi）1000psi（1psi=6890Pa）的冷卻液（yè）才（cái）能有效地排除切屑，並達到更高精（jīng）度的切削。而如果沒有這種高（gāo）壓冷卻液，則在加工斜孔時，需要增添額外的機床，需要（yào）二（èr）次裝卡，降低加工（gōng）精度，而且增加（jiā）周期成本。根據以上分析可以看出，實現對大型（xíng）模具的簡單（dān）加工需（xū）要機床具有更多（duō）、更好（hǎo）的功能。

牧（mù）野開（kāi）發（fā）的新型MCC2516VG3軸臥式加工中心，主軸（zhóu）轉（zhuǎn）速可（kě）達（dá）15000r/min，並采用了“軸（zhóu）芯冷卻”方式和“軸承內壓潤滑（huá）”功能，保證主軸及其（qí）附屬軸承（chéng）可以得到及時、有效地冷卻。

此外，主軸不（bú）僅可沿橫向的X軸、垂直方向（xiàng）的Y軸和前後方向（xiàng）的Z軸（zhóu）方向運動，還可配合A軸和C軸轉（zhuǎn）動（dòng）。由於具備2種分度功能，因此不僅可減輕調整（zhěng）作業量，還可切削結構複雜（zá）的工件，例如保險杠、儀表盤和（hé）汽車頭燈透鏡等（děng）。

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