1.巨大的尺寸和重量

在加工大型模具（jù）時，如何應付其自身的巨大尺寸和重量（liàng）是加（jiā）工（gōng）企業麵臨的一大挑戰。大型模具的（de）加工往往需要大量的勞（láo）動力、專用（yòng）設備和多次調試裝夾，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.購置成本問題

加工生產各類大型模具直接相（xiàng）關的最大費用就是機床的購置成本。能夠生產大型模（mó）具的機床是相當昂貴的，尤其是在複雜工藝安排下，需要使用多台機床才能完成從模具（jù）粗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（chǎng）的最大障礙。由此，我們可以看出，如果可以在一台合（hé）適的機床上實現大型模具的粗加工和精（jīng）加工，甚至僅需一（yī）次調試裝（zhuāng）夾，那麽很多問題將迎刃而（ér）解，加工精度也可以得到保（bǎo）證。

加工中心

1.鑄鐵床身結構，機床主軸具有（yǒu）散熱功能

鑄鐵材料具有很高的（de）剛（gāng）性和（hé）散（sàn）熱特性，因而是製造機（jī）床結構件最穩（wěn）定的材料。對於銑削大型零件用的任何機床，首先需要具（jù）有非（fēi）常結實的鑄鐵結構，並裝備有具有（yǒu）散熱功能（néng）的主（zhǔ）軸。

就機床的主軸而言，它必（bì）須采用內置冷（lěng）卻技術，從軸承外麵來冷卻主軸，保證在長時間加工過程中，主軸本身不會被燒壞或（huò）不會因熱膨脹（zhàng）而造成精度損失。這些因素是非常重要的，因為（wéi）大型模（mó）具的加工需要消耗很長的時間，同（tóng）時在重（chóng）切削條件下，這會（huì）增加模具的熱（rè）量和應力（lì）。所以（yǐ），機床的結構部件必須具有良好的剛性和散熱特性，這是加工出大型優質模具的前提（tí）。因此，必須最（zuì）大程度地限（xiàn）製加工過程中機床的振動，並快速擴散加工過程中產生的熱量。選擇（zé）合適（shì）的加工機床和刀具（jù）可以實現成本（běn）和周（zhōu）期的雙贏。

2.熱穩（wěn）定技術

由於加工時間過長，環（huán）境溫度的影響也是（shì）必須要考慮的。例如，在普通機床上加工大型模（mó）具，當環境溫度變化10℃時，將會導致機床立柱發生6℃的溫度變化，從而（ér）引起主軸角板平行度發生0.07mm的變化。因此，機床的設計（jì）必須考慮到環境（jìng）溫度的效（xiào）應，避免環境溫度影響到加工零件的精度。

3.速度

對於一台行程能夠快速移動的大型模（mó）具加工中心來說，大型模具加工機床的主軸轉速應至少達到（dào）20000r/min，金屬的切削速度應滿（mǎn）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，如果需要在一台加工中心上實現對（duì）大型模具的粗加工和精加工，那麽必須嚴格控製機（jī）床的定位精度和重複定位精（jīng）度。大型模具專用的（de）加工中心，一般其定位精度可（kě）以達到±1.5μm，重複定位精度應達到±1μm。同（tóng）時，其節距精度應（yīng）保持在5μm之內。

5.反饋分辨率

對於高精度曲麵（miàn）加工，機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（de）。采用標準的1μm反（fǎn）饋分辨率，通常所獲得的結果並不十分理（lǐ）想。如（rú）果分辨率能夠達到（dào）0.05μm，那（nà）麽其精加工結果幾乎沒有任何瑕疵（cī）。而且，通過對機（jī）床分辨率、標尺反饋和小節距滾（gǔn）珠絲（sī）杠的（de）控製可進一步提升零件表麵的加工（gōng）質量。

6.主軸

大型模具加（jiā）工中心上使用的主軸必（bì）須達到進行粗加工、半精加工和高質（zhì）量精加工的要求（qiú），而且（qiě）作為一（yī）個參考標準，其（qí）能夠實現的表麵加工質量應（yīng）該控製在2μm的水（shuǐ）平。通常，對（duì）於模具（jù）閉合麵和分型（xíng）線部分的精（jīng）加（jiā）工十分重要，但在傳統工藝下，許多模具製造商不得不采用（yòng）手工拋（pāo）光的方式，以（yǐ）彌補刀（dāo）具加工精度不足的問（wèn）題。因為，大型（xíng）加（jiā）工機床的（de）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（jì）的。

此外（wài），合理的主軸設計必須能（néng）夠最大程度地延長刀具的使用壽命，使其能（néng）夠在加工（gōng）周（zhōu）期內以低振（zhèn）動、低溫升的狀態持續工作。例如，在（zài）大型模具加工中心上加工汽車儀表（biǎo）板模具（jù）時，如（rú）采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具，加工速度可以達到8m/min，使用壽（shòu）命超過（guò）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（gōng）大型模具時的刀具（jù）成本增加（jiā），采用專門設計的大型模具加工機床，不（bú）僅可以延長刀具使用壽命，而且可以大量節約加工每付模具的刀具使用成本。

7.可移動（dòng）的多軸加工（gōng）頭

由於模具尺寸和（hé）重量的限（xiàn）製，一（yī）般裝夾工件（jiàn）需要花費很長（zhǎng）的時間。因此（cǐ），采用3軸（zhóu）聯動加工（gōng）中心不僅減少了工件的調試裝夾次數，而且又不影響機床的加工精度，從而使車間加工大型模具（jù）的生產能力大大提高。

可移動的多軸加（jiā）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（tóu）可允許3軸聯動加工，僅需一次裝夾（jiá）工件，便可銑（xǐ）削加工型腔很深的模具和冷卻孔，以及切削加工許多（duō）其他幾何形狀複雜的部位。例如（rú），當主軸以最佳的角度傾斜（xié）時（shí），可提高加工頭對銑削加（jiā）工點的接近程度，這樣便可實現利用多軸加工頭完成對斜孔的加工。

此外，由於多軸加工頭加工工件表麵（miàn）時，采用的是刀具的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（shēng）大量的切屑，如果不能及時排除，必然會（huì）導致（zhì）二次切削，以及造成機床結構部件（jiàn）或者工件表（biǎo）麵（miàn）的溫（wēn）升。大型（xíng）模具加工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（wèi）置，都能夠可靠地排除（chú）切屑。機（jī）床上有4條內置（zhì）鉸鏈式切屑傳送帶，以很高的速度將（jiāng）切屑排送到機床（chuáng）前麵。

9.高壓冷卻液（yè）

在大型模具加工時，高壓冷卻液有（yǒu）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，需要壓力為（wéi）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（qiē）削。而如果沒有這種高壓冷卻液，則在（zài）加工斜孔時，需要增添額外的機床，需要二次裝（zhuāng）卡，降低加工精度，而且增加周期成本。根據以上分析可以看出，實現對大型模具的簡單加工需要機床具有更多（duō）、更好的功能。

牧野開發的新型MCC2516VG3軸臥式加工中心，主軸轉速可（kě）達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承可（kě）以得（dé）到及時、有效地冷卻。

此外，主軸不僅可沿（yán）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（pèi）合（hé）A軸（zhóu）和C軸轉動。由於具備2種分（fèn）度功能，因此不（bú）僅可減輕調整作業量，還可切削結構複雜的工件，例如保險杠（gàng）、儀表盤和汽車頭燈透鏡等。

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