1.巨大的尺寸和重量

在加工大型模具時，如何應（yīng）付其自身的巨大尺寸和重（chóng）量是加工企業麵臨的一（yī）大挑戰。大型（xíng）模具的加工往往需要大量的勞動力、專用設備和多次調（diào）試裝夾，而加工精度也受到多方麵潛在因素的影響而不易（yì）保證（zhèng）。

2.購（gòu）置成（chéng）本問題

加工生產各類大型模具直接相關的最大費用就（jiù）是機床的購置成本。能夠生產大型模具的機床是（shì）相當昂貴的，尤其是在複雜工藝安排下，需要使用多台機床才能完（wán）成從（cóng）模具粗加工到精加（jiā）工的全部工序。這樣的先期高投入成本也是很（hěn）多企業進（jìn）入這一市場的最大障礙。由此，我們可（kě）以看出，如果可以在一台合適的機床上（shàng）實現大型（xíng）模（mó）具的粗加工和精加工，甚至僅需一次調試裝夾，那麽很多（duō）問題將迎刃而解（jiě），加工精（jīng）度也可以得到保證。

加工中心

1.鑄鐵床身（shēn）結構，機床主軸具有（yǒu）散熱功能

鑄鐵材料（liào）具有很高的剛性和散熱特性，因而是製造機床（chuáng）結構件最穩定的材料。對於銑削大型零件用的任何（hé）機床，首先需要具有非常結實的鑄鐵結構，並裝（zhuāng）備有具有（yǒu）散熱功（gōng）能的主軸。

就機（jī）床的主軸而言，它（tā）必須采用內置冷卻技術（shù），從軸承外麵來冷卻主軸（zhóu），保證在長時間加工過程（chéng）中，主軸本身不會被燒壞或不會因熱膨脹而造成精度損失。這些因素是非（fēi）常重要的，因為大型模具的加工需要消耗（hào）很長的時間，同時在重切削條件下（xià），這（zhè）會增（zēng）加模具的熱量和應力。所以，機床的結構部件必須具（jù）有良好的剛性和散熱特性，這是加（jiā）工出大型優質模具的前提。因此，必須最大程度地限（xiàn）製（zhì）加工過程中機床的振動，並快速擴散（sàn）加工過程中產生的熱量。選擇合適的加（jiā）工機（jī）床和刀具可以實現成本和周期的雙（shuāng）贏。

2.熱穩定技術（shù）

由於加工時間過長（zhǎng），環境溫度的影響（xiǎng）也是必須要（yào）考（kǎo）慮的。例如，在普通機床上加工大型模具，當環境溫度變化10℃時，將會導致機（jī）床立柱發生（shēng）6℃的溫度變化，從（cóng）而引（yǐn）起主軸角板平行度發生0.07mm的變化。因此，機床的設計必須考慮到環境溫（wēn）度（dù）的效應，避免環（huán）境溫度影響到加工零件的精度。

3.速度

對（duì）於一台行程能夠快速移動的大（dà）型模具加工中心來說，大型模具加工機床的主軸（zhóu）轉速應至少達到20000r/min，金屬（shǔ）的切削速度應滿（mǎn）足（zú）762～20000mm/min。

4.精度

精度控製始終（zhōng）貫穿於模具加工（gōng）的各個階段，如果（guǒ）需（xū）要在（zài）一台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定位精度和重複定位精度（dù）。大型模具專用的加工中心，一般其定位精度可以達到±1.5μm，重複（fù）定位精度應達到±1μm。同時，其節距精度（dù）應保持在5μm之內。

5.反饋分辨率

對於高精度（dù）曲麵加工，機床自身的反（fǎn）饋（kuì）分辨率對於（yú）檢測（cè）加工零件的精度是十分重要的。采用標準的1μm反饋分辨率，通常所獲（huò）得的結果並不十分理想。如果分辨率能夠達到0.05μm，那（nà）麽其（qí）精加工結果幾乎沒有任何瑕疵。而且（qiě），通過（guò）對機床分辨率、標（biāo）尺反饋和小節距滾珠絲杠的控製可進一步提升零件表麵的加工質量。

6.主軸

大（dà）型模（mó）具加（jiā）工中心上使用的（de）主（zhǔ）軸必須達（dá）到進行粗（cū）加（jiā）工、半精加工和高質量精加工的要求，而且作為一個參考標準，其能夠實現的表麵加工質量應該控製在2μm的水平。通常，對於模（mó）具（jù）閉合麵（miàn）和分型（xíng）線部分的精加工十分重要，但在傳統工藝下（xià），許多模具（jù）製造（zào）商不得（dé）不采用手工拋光的（de）方式，以彌補刀具加工精度不（bú）足的問題。因為，大型加工機床（chuáng）的造價昂貴，如果為此項工序購置多功能機床（chuáng），顯然是不切合實（shí）際的。

此外，合理的主軸設（shè）計必須能夠最大程度地延長刀具的使用壽命，使其能夠在加工周期內以低振動、低溫升的（de）狀態持續（xù）工作。例如，在大型（xíng）模具加工中（zhōng）心上加工汽車儀表板模具時，如（rú）采用16mmCBN鑲刀（dāo）片精加工刀具，加工（gōng）速度可以達（dá）到（dào）8m/min，使用壽命超過30h，可以將加（jiā）工表麵質量控製在0.336～3.2μm。由此可知，考慮到加工大型模具時的刀具成本增加（jiā），采（cǎi）用（yòng）專門設計的大型模具加工機床，不僅（jǐn）可以延長刀（dāo）具使用壽命，而且（qiě）可（kě）以大（dà）量（liàng）節約加工每付模（mó）具的刀具使（shǐ）用成本。

7.可移動的多軸（zhóu）加工頭

由（yóu）於模具尺寸和重量的限製，一般（bān）裝夾工件需要花費很長（zhǎng）的時間。因此，采（cǎi）用3軸聯動加工中心不僅減少了工件的調試裝（zhuāng）夾次數，而（ér）且又不影響機床的加工精度，從而使車間（jiān）加工大型模具的生產能力大大提高。

可（kě）移動的多軸（zhóu）加工頭可以用於加工結構特（tè）別複雜的大型模具，按可變幾（jǐ）何形狀設計的加（jiā）工頭（tóu）可允許3軸（zhóu）聯（lián）動加工，僅需（xū）一次裝夾工件，便可銑削加工型（xíng）腔很深的模具和冷卻孔，以及（jí）切（qiē）削加工許多其他幾何形狀複雜的部位。例如，當主軸以最佳（jiā）的角度（dù）傾斜時，可提高加工頭（tóu）對銑削加工點的接近（jìn）程度，這樣便可實現利用多軸加工頭完成對斜（xié）孔的（de）加工。

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

8.切屑管（guǎn）理

金屬切削加工時會產生大量的切屑，如果不能及時排（pái）除，必然會導致二次切削，以及造成機床結（jié）構部件（jiàn）或者工件表麵的溫升。大型模具加工中（zhōng）心的工作台下麵通常具有（yǒu）18個排屑孔，不管工作台移動到什麽位置（zhì），都能夠（gòu）可靠地排除切屑。機床上有4條內置（zhì）鉸鏈式切屑傳送帶，以很高的速度將（jiāng）切屑排送到（dào）機床前麵。

9.高壓（yā）冷卻液

在大型模具加工時，高壓冷卻液有著非常重要的作用。例如，在（zài）采用2+3軸的加工方法鑽削斜孔時，需（xū）要壓力為1000psi（1psi=6890Pa）的（de）冷卻液（yè）才能有效（xiào）地（dì）排除切屑，並達到更高精（jīng）度（dù）的切削。而如果（guǒ）沒有這種高壓冷卻液，則在加工（gōng）斜孔（kǒng）時，需要增添額（é）外的機床，需要二次裝卡，降（jiàng）低加工（gōng）精度（dù），而且增加周期成本（běn）。根據以上分（fèn）析可以看出，實現（xiàn）對大型模具的簡單加工需要機床具有更多、更好的功能。

牧野開（kāi）發的（de）新型MCC2516VG3軸臥式加工中心，主軸轉速可達（dá）15000r/min，並采用了“軸芯冷卻”方式和“軸承內壓潤滑（huá）”功能，保證主軸及其附屬軸（zhóu）承可以得到及時、有效地冷卻。

此外，主軸不僅可沿橫向的X軸、垂直方向（xiàng）的Y軸和前後方向的Z軸方向運動，還可配合A軸和C軸轉動。由於具（jù）備2種分度功（gōng）能，因（yīn）此不僅（jǐn）可減輕調整作業量，還可切削結（jié）構複雜（zá）的工件，例如保險杠、儀表盤和汽車頭燈透（tòu）鏡等。

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