1.巨大的尺寸和（hé）重量

在加工大型模具時，如何應付其自身的巨大尺寸和重量是（shì）加工企（qǐ）業麵臨的一（yī）大挑戰。大型模具的加工往往需要大量（liàng）的勞動力、專用設備和多次調試裝夾，而加工精度也受到多方麵潛在（zài）因素的影（yǐng）響而不（bú）易保證。

2.購置成本問題

加工生產各類大型模具直接相關的（de）最大（dà）費用就是機床（chuáng）的購置成本。能夠生產大（dà）型模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（tái）機床才能完成從（cóng）模具粗加工到精加工的（de）全部工（gōng）序。這樣的先期高投（tóu）入成本（běn）也是很多企業進入這（zhè）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實現（xiàn）大型模具（jù）的粗加工和精加（jiā）工，甚至僅需一次（cì）調試裝夾，那麽很多問題將迎刃而解，加（jiā）工精度也可以得到保證。

加工（gōng）中心

1.鑄鐵（tiě）床身結構，機床主軸具（jù）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（jié）構件最穩定的材料。對於銑削大型零件用的任何機床，首先需要具有非常結實的鑄鐵結構，並裝備有具有散熱功能的主軸。

就機床的主軸而言，它（tā）必須（xū）采用（yòng）內置冷卻（què）技術，從軸承外（wài）麵來冷（lěng）卻主軸，保證在（zài）長時間加工過程中，主軸本（běn）身不會被（bèi）燒壞或不會因熱膨（péng）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間，同時在重切削條（tiáo）件下（xià），這會增加模具的（de）熱量和應力。所以，機床的結構（gòu）部件必須具有（yǒu）良好的剛性和散熱特性，這是加工（gōng）出大型優質模（mó）具的前提。因此，必須最大程度地限製加工過程中機床（chuáng）的振動，並快速擴散加工過（guò）程中產生的熱量（liàng）。選擇（zé）合適的加（jiā）工機床和（hé）刀具可以實現（xiàn）成本和周期的雙贏。

2.熱穩定技（jì）術（shù）

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，在普通機床上加工大型模具，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，從而引起主軸（zhóu）角（jiǎo）板平行度（dù）發生0.07mm的變化。因此，機床的設計必須考慮到環境溫度（dù）的效應，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具加工中心來說（shuō），大型模具加工機床的主軸轉速應至少達到20000r/min，金屬的切削速度應滿足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（tái）加（jiā）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床（chuáng）的定位精度和重複（fù）定位精（jīng）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

對於高（gāo）精度曲麵加工（gōng），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（yào）的。采用標準的1μm反饋分辨率，通常所獲得的結（jié）果並不十分理想。如果（guǒ）分辨率能夠達到0.05μm，那麽其精加工（gōng）結果（guǒ）幾乎沒有任何瑕疵。而且，通過對機床分辨率、標（biāo）尺反（fǎn）饋和小節距滾珠絲杠的控製可進一步提升零（líng）件表麵的加工質量。

6.主軸

大型模具加工中（zhōng）心上使用的主軸必須達到進行粗加工、半精加工和高質量精（jīng）加工的要求，而且作為一個參考標準，其能（néng）夠實現的表麵加工（gōng）質量應該控製在2μm的水平。通常，對於模具（jù）閉合麵和分型線部分的精加工十分重要，但在傳統工藝下（xià），許（xǔ）多模具製造商不得不采用手工拋光（guāng）的方式，以彌補刀具加工精度不足的問題。因為，大型加工機床的造價昂貴，如果為此項工序購置多功能機床，顯然是不切合（hé）實際的。

此外，合理的主（zhǔ）軸設計（jì）必須能夠（gòu）最大程度地延長刀具的使用壽命，使其（qí）能夠（gòu）在加工（gōng）周（zhōu）期內以低振動、低（dī）溫升的狀態持續工作。例如，在大型模具加（jiā）工中心上加工汽車儀表板模具（jù）時，如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具，加工速（sù）度可以達到8m/min，使用（yòng）壽（shòu）命超過30h，可以將加工（gōng）表麵質量控製在0.336～3.2μm。由此可知，考慮（lǜ）到加工大型模具時的刀具成本增加，采用專門設計的大型模具加（jiā）工機床，不僅可（kě）以延長刀具使用壽命，而且可以大（dà）量節約加工每付模具的刀具使用成本（běn）。

7.可移動的多軸加工頭

由於模具尺（chǐ）寸和（hé）重量的（de）限製，一般裝夾工件需要花費很長的時間。因此，采（cǎi）用3軸聯動（dòng）加工中心不僅減（jiǎn）少了工件的調試裝夾次數，而且（qiě）又不影響機床的加工精度，從而使車間加工大型模具的生產能力大大提高。

可移動的多軸（zhóu）加（jiā）工頭可以（yǐ）用於加工結構特別複雜的大型模（mó）具，按可變幾何形狀設計的加工頭可允許（xǔ）3軸聯動加工，僅需一次裝夾工件，便可銑削加工型腔很深的模具和（hé）冷卻孔，以及切削加工許（xǔ）多其他幾何形狀複雜的部（bù）位。例如，當主軸以最佳的角度（dù）傾斜時，可提高加工（gōng）頭對銑削加工（gōng）點的接近程（chéng）度，這樣便可實現利用多（duō）軸加工頭完成對斜孔的加工。

此（cǐ）外，由於多軸加工頭加工工件表麵時，采用的是刀具的半（bàn）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（lǐ）

金屬（shǔ）切削加工時（shí）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，以及造成機床結構部件或者工件（jiàn）表麵的溫升。大型（xíng）模（mó）具加工中心的工作台下麵通常（cháng）具有18個排屑孔（kǒng），不管工作（zuò）台移動到什麽位置，都能夠可靠地排除切屑。機床（chuáng）上有4條內置鉸鏈式切屑（xiè）傳送（sòng）帶，以很高（gāo）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（zhe）非常重要的作用。例如，在采用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。而如果沒有這種高壓冷卻液，則在加工斜孔時（shí），需要增添額（é）外的機床，需要二次裝卡，降低加工精度，而（ér）且增加周期成本。根據（jù）以（yǐ）上分析可以看出（chū），實（shí）現對大型模具的簡（jiǎn）單加工需要機床具有更多、更好的功能。

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

此外，主軸不僅可沿橫向的（de）X軸、垂直方向的Y軸（zhóu）和前後方向（xiàng）的Z軸方向運（yùn）動，還可配合A軸和C軸轉動（dòng）。由於具備2種分度功能，因此（cǐ）不（bú）僅可減輕調整作（zuò）業量，還（hái）可切削結（jié）構複雜的工件，例如保險杠、儀表盤和汽車頭燈透（tòu）鏡（jìng）等。

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