1.巨大的尺寸（cùn）和重量

在加工大型模具時，如何（hé）應付其自身的巨大尺寸和重量是加工（gōng）企業麵（miàn）臨的一（yī）大挑戰。大型模具的加工往往（wǎng）需（xū）要大量的勞動力、專用（yòng）設備和多（duō）次調試裝（zhuāng）夾，而加工精度也受到多方麵潛在因素的影響而不易保（bǎo）證。

2.購置成（chéng）本問題

加工生產各類大型模具直接相關的（de）最大費用就是機床的購置成本。能夠生（shēng）產大型模具的機床是相當昂貴（guì）的，尤其是在複雜工藝安排下，需要使用多台機床才能完成從模具粗加工到精加工的全部工序。這樣的先期高投入（rù）成（chéng）本（běn）也是很多企業進入這一（yī）市場的最大障礙。由此，我（wǒ）們可以看出，如果可以在一台合適（shì）的機（jī）床上實現大型模具（jù）的粗加（jiā）工和精加工，甚至僅需一次調試裝夾（jiá），那麽（me）很多問題將迎刃而解，加工精度也可以得到保證（zhèng）。

加工中心

1.鑄鐵床身結構，機床主軸具有散熱功能

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

就機床的主軸（zhóu）而言，它必須采用內置冷卻技術（shù），從軸承（chéng）外麵來（lái）冷卻主軸，保證在長時間加工過程中，主軸本身不會被燒壞或不會因熱膨脹而造成精度損失。這些因素是非常重要的，因為大型模具的加工需要消耗很長的時（shí）間，同時在重切削條件下，這會增加模具的（de）熱量（liàng）和應力。所以，機床的結（jié）構部（bù）件必（bì）須（xū）具有良好的剛性和散熱特性，這是加工出大（dà）型優質模具的前（qián）提。因此，必須最大程度地限製加工過程中機床的振動，並快速（sù）擴散加工過程中產生的熱量。選擇合適的加工（gōng）機（jī）床和刀具可以實現成本和周期的雙贏。

2.熱穩（wěn）定技術

由於加工時間過（guò）長，環境溫度的影響也是必須要考慮的。例如，在普通機床（chuáng）上加工大型模具，當環境溫度變化10℃時，將會導（dǎo）致機床立柱發生6℃的溫度變（biàn）化，從而引起（qǐ）主軸角板平行度發生0.07mm的變化。因此，機床的設計必須考（kǎo）慮到環境溫度的（de）效應，避（bì）免環境溫度影響到加（jiā）工零件的精度。

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（lái）說，大（dà）型模具加（jiā）工機床的主軸轉速應至少達到20000r/min，金屬（shǔ）的切削（xuē）速度應滿足762～20000mm/min。

4.精度

精度控製始終貫穿於模具加工的各個階段，如果需要在一台加（jiā）工中（zhōng）心上實現（xiàn）對大型（xíng）模具的粗（cū）加工和精加工，那麽必須嚴格（gé）控製機床的定位（wèi）精度和重複（fù）定位精（jīng）度。大型模具專用的（de）加工中心，一般其定位（wèi）精度可以達到±1.5μm，重複定位精度應達到（dào）±1μm。同時，其節（jiē）距精度應保（bǎo）持在5μm之內。

5.反（fǎn）饋分辨率

對於高精度曲麵加工，機（jī）床自身的反饋分辨率對於檢測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（cháng）所（suǒ）獲得的結（jié）果並不（bú）十分理想。如果分辨率能夠達到0.05μm，那麽其精（jīng）加（jiā）工結果（guǒ）幾乎（hū）沒有任何瑕疵。而且，通過對機床分辨（biàn）率（lǜ）、標尺反饋和小節距滾珠絲杠的控製可（kě）進一步提升（shēng）零件表麵的加工質量。

6.主軸

大型模具加工中心上使用的主軸必（bì）須達到進行粗加（jiā）工、半精加工（gōng）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（tōng）常，對（duì）於模具閉合麵和分型線（xiàn）部分的精加工十分重要，但在傳統工藝下，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（jù）加工精度不足的問題。因為，大型加工機床的造價昂貴，如果為此項工序購置多功能機床，顯然是不切合實際的。

此外，合理的主軸設計必須能夠最大程度地延長刀具的使用壽命，使其能夠（gòu）在加工周期內以（yǐ）低振動、低溫升的狀態持續（xù）工作。例如（rú），在大（dà）型模具加工中心上加工汽車儀表板模具時，如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具，加工速度可以達到8m/min，使用壽命超過30h，可以將加工表麵質量控製在（zài）0.336～3.2μm。由此（cǐ）可知，考慮到加工大型（xíng）模具時（shí）的刀具（jù）成本增加，采用專門設計的大型模（mó）具加工機床，不僅可以延長刀具使用（yòng）壽命，而且（qiě）可（kě）以大量節約加工（gōng）每付模具的（de）刀具使用成本。

7.可移動（dòng）的多軸加工頭

由於模具尺寸（cùn）和重（chóng）量的限（xiàn）製，一般裝夾（jiá）工件需要（yào）花費很長的時間。因（yīn）此，采用3軸聯動加工中心不僅減少了工件（jiàn）的調試裝夾次數，而（ér）且又不影（yǐng）響機床的加工精度，從（cóng）而使車間加工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複雜的大型（xíng）模具，按可變幾何形狀設計的加工頭可允許3軸聯動加工，僅需一次裝夾工（gōng）件，便可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（tā）幾何形狀複雜的部（bù）位。例如，當主軸以最佳的角度傾斜時，可提高（gāo）加工頭對（duì）銑削加工點的接近程度，這樣便可實現利用多軸加工頭完成對（duì）斜（xié）孔的（de）加（jiā）工。

此外，由於多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（de）刀尖（jiān），因此可提高表麵粗糙度。

8.切屑管理

金屬切削加工時（shí）會產（chǎn）生大量的切（qiē）屑，如果不（bú）能（néng）及時排除，必然會導（dǎo）致二次切削，以（yǐ）及造成機（jī）床（chuáng）結構部件或者工件（jiàn）表麵的溫升。大型模具（jù）加工中心的工作台（tái）下麵通常具有18個排屑孔，不管工作台移動（dòng）到什麽位置，都能夠可靠（kào）地排除切屑。機床（chuáng）上有4條內置鉸鏈式切屑傳送帶，以很高的速度將切（qiē）屑（xiè）排送到機床前麵。

9.高壓冷卻液（yè）

在大型模具加工時（shí），高壓冷卻液有著非常重要的作用。例如，在采用2+3軸的加工方（fāng）法鑽（zuàn）削斜孔（kǒng）時，需要壓力為1000psi（1psi=6890Pa）的冷卻液才能有效地排除切屑，並達到更高精度的切削。而如果沒（méi）有這種高（gāo）壓冷卻液，則在加工斜孔時，需要增添額外（wài）的機床，需要（yào）二（èr）次裝卡，降低加工精度，而且增加周期（qī）成本。根據以上分析可以看出，實現對大型（xíng）模具（jù）的簡單（dān）加（jiā）工需要機床具有更（gèng）多（duō）、更好的功能。

牧野開發的新型MCC2516VG3軸臥（wò）式（shì）加工（gōng）中心，主軸轉速可達15000r/min，並采用了“軸芯冷卻”方式和“軸承內壓潤滑”功能，保證主軸及其（qí）附屬軸承可（kě）以得到及時、有效地冷卻。

此外，主軸不僅可沿橫（héng）向的X軸、垂（chuí）直方向的Y軸和前後方向的Z軸方向運動，還可配合A軸和C軸（zhóu）轉（zhuǎn）動（dòng）。由於（yú）具備2種（zhǒng）分度功（gōng）能，因此不僅可減輕調（diào）整作（zuò）業量，還可切削結構複雜的工件，例如保險杠、儀表盤和汽車頭燈透鏡等。

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