1.巨大的尺寸和重量

在加工大型模具時，如何應付其自身的巨大尺（chǐ）寸和重量是加工企業麵臨（lín）的一大（dà）挑戰。大型模具的加工往往需（xū）要大量的勞動力、專用設備和多（duō）次調試（shì）裝夾，而加工精度（dù）也受到多方麵潛在因素的影響而不易保證。

2.購置成本問（wèn）題

加（jiā）工生產各類大型模具直接相關的最大費用就是機床的購置成本。能夠生（shēng）產大型模具（jù）的機床是相當昂貴的，尤其（qí）是在複雜工（gōng）藝安排下，需要使用多台機床才能完（wán）成（chéng）從（cóng）模具粗加工到精加工的全部工序。這樣的（de）先期高投入成本也是（shì）很多（duō）企業進入這一市場的最大障礙。由此，我們可以看（kàn）出，如果可以在一台合適的機床上實現大（dà）型模具的粗加工和精加（jiā）工，甚至僅需一次調試（shì）裝夾，那麽很多問題將迎刃而解（jiě），加工精度也可以得到保證。

加工中心

1.鑄鐵床（chuáng）身結構，機床主軸具有散熱功能

鑄鐵材料具有（yǒu）很高（gāo）的（de）剛性和散熱特性，因而是製（zhì）造機床（chuáng）結構件最穩定的材料。對（duì）於銑削大型零件用的任何機床（chuáng），首先需（xū）要具有非常結（jié）實的鑄鐵結構，並裝備有（yǒu）具有（yǒu）散熱（rè）功能（néng）的（de）主軸。

就機床的主軸而言，它必須采用內置（zhì）冷卻技術，從（cóng）軸承外麵來冷卻（què）主軸，保證在長時間加工過（guò）程中，主（zhǔ）軸本身不會被燒壞或不會因熱膨脹而（ér）造成精度損失。這些因素是非常重要的，因（yīn）為大型模具的加工需要（yào）消耗很長的時間，同時在（zài）重切削條件下，這會增加模具的熱（rè）量和應力。所以，機床的結構部件必（bì）須具有良好的剛性和散熱特性，這是（shì）加工出大型優質模具的前提。因此，必須最大程度地限製加工過程（chéng）中機床（chuáng）的振動，並快（kuài）速擴散（sàn）加工過程中產生的（de）熱量。選擇合適的加工機床和刀具可以實（shí）現成本和周期的雙贏（yíng）。

2.熱穩定技術

由於加工時間過長，環境溫度的影響（xiǎng）也是必須（xū）要考慮的。例如，在（zài）普（pǔ）通機床上加工大型模具，當環境溫度變化10℃時，將會導（dǎo）致機床立柱發生6℃的溫度（dù）變化，從而引起主軸角（jiǎo）板平行度發生0.07mm的變化（huà）。因此，機床的設計必須考慮到環境溫度的效（xiào）應，避免環境（jìng）溫度影響（xiǎng）到加（jiā）工零件的精度。

3.速度

對（duì）於一台行程能夠（gòu）快速移動的大型模具加工中心來說，大型模具加工機（jī）床的主軸轉速應至少達到20000r/min，金屬的切削速度應（yīng）滿足762～20000mm/min。

4.精度

精度控製（zhì）始終貫穿於（yú）模具（jù）加工的各（gè）個階段，如果需要在一台加工中心上實現對大型模具的粗加工（gōng）和精加工，那麽必須嚴格控（kòng）製機（jī）床的定位精（jīng）度和重複定位精度。大型模具專用的加工中心，一般其定位精度可以達到±1.5μm，重複定位精度應達到（dào）±1μm。同時，其節距精度應保持在5μm之內。

5.反饋分辨率（lǜ）

對於高精度曲麵加工，機床自（zì）身的（de）反饋分辨率對於檢測加（jiā）工零件的精度是十分重（chóng）要的。采用標準的1μm反饋分（fèn）辨率，通常（cháng）所獲得（dé）的結果（guǒ）並不十分理想。如果分辨率能夠達到0.05μm，那麽其精加工結果幾乎沒有任何瑕（xiá）疵。而且，通（tōng）過對機床分辨率、標尺反饋和小節距滾珠絲杠的控製可進一步提升零件表（biǎo）麵的加工質量。

6.主軸

大型模具加（jiā）工中心上（shàng）使用的（de）主軸必須達到進行粗加工、半精（jīng）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（gòu）實現（xiàn）的表麵加工質量（liàng）應該控製在2μm的水平。通常，對於模具閉合麵和分（fèn）型線部分的精加工十分重要，但（dàn）在傳統（tǒng）工藝下，許多模具製造（zào）商不得不采用手工拋光的方式，以彌補刀具加工精度不（bú）足的問題。因為，大型加工機床的造價昂貴，如（rú）果為此項（xiàng）工序購（gòu）置多功（gōng）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（shǐ）其能夠在加工周期內以低（dī）振動、低溫升的狀態持續工作。例如，在大型模具加工中（zhōng）心（xīn）上加工汽車儀表（biǎo）板模（mó）具時（shí），如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具，加工速度（dù）可（kě）以達到8m/min，使用壽命超過30h，可以將加工表麵質量控製在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，采用專門設計的大（dà）型（xíng）模具加工機床，不僅可以延長刀具使用壽命，而且（qiě）可以大量節約加工每付模（mó）具的刀具使用成本。

7.可移動的多軸加工頭

由於模具尺寸和（hé）重量（liàng）的限製，一般裝夾工件需要花（huā）費（fèi）很長的時間。因此，采用3軸聯動加工中心不僅（jǐn）減少了工（gōng）件（jiàn）的調試裝夾次數，而（ér）且（qiě）又不（bú）影響機床的加工精度，從而使（shǐ）車間加工大型模具的生產能力大大提高。

可移動（dòng）的多軸加工頭可以用於加工結構特別複雜的大型模具，按可變幾何形（xíng）狀設計的加工頭可允許（xǔ）3軸聯動加工，僅需一次裝（zhuāng）夾工件，便可銑削加工型（xíng）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（dāng）主（zhǔ）軸以最佳的（de）角度傾（qīng）斜時，可提高加工頭對銑削加工點的接近程度，這樣便可實現利用（yòng）多軸加（jiā）工頭完成對斜孔的加工。

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

8.切屑管理

金屬切削加工時會產生大量的切屑，如果不能及時排除（chú），必然（rán）會導致（zhì）二次切削，以及造成機床結（jié）構部件或者工件表麵的溫升。大型模具加工中心的（de）工作台下麵通常具有18個（gè）排屑孔，不管工（gōng）作台移動到什麽位置，都能（néng）夠可靠（kào）地排除切屑。機床上有4條內置鉸（jiǎo）鏈式切（qiē）屑（xiè）傳送帶，以很高的速度將切屑（xiè）排送到機床前（qián）麵。

9.高壓冷卻液

在大型模具（jù）加工時，高壓冷卻（què）液有著非常重要的作用。例如，在采用2+3軸的加工方法鑽削（xuē）斜孔時（shí），需要壓（yā）力為1000psi（1psi=6890Pa）的冷卻（què）液才能有效地排除（chú）切屑（xiè），並達（dá）到更高精度的切削。而如果（guǒ）沒有這種高壓（yā）冷卻液，則（zé）在加工斜孔時，需要增添額外的機床，需要二次裝卡，降低加工精度（dù），而且增加周期成本。根據以上分（fèn）析可以（yǐ）看出，實現對大型模具的簡單加工需（xū）要（yào）機床具（jù）有更多、更好的功能。

牧（mù）野開發的新型MCC2516VG3軸臥式加工中心，主軸轉速（sù）可達15000r/min，並（bìng）采用了“軸芯冷卻”方式和“軸承內壓潤滑”功能，保證主軸及其附屬軸承（chéng）可以得到及時、有效地冷卻。

此外，主軸不僅可沿橫向的X軸、垂直方向的Y軸和前後方向的Z軸方（fāng）向運動，還可配（pèi）合A軸和C軸轉動。由於具備2種分（fèn）度功（gōng）能，因此不僅可減（jiǎn）輕調整作業量，還可切削結（jié）構複（fù）雜的工件，例如保險（xiǎn）杠、儀表盤（pán）和汽車頭燈（dēng）透鏡（jìng）等。

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