1.巨大的尺寸和重量

在加工大（dà）型模具時，如何應付其自（zì）身的巨大尺寸和重量是加工企業（yè）麵臨的一（yī）大挑戰。大型模具的加工往往需要（yào）大量的（de）勞動力、專用設備和多次（cì）調試裝夾（jiá），而（ér）加工精度也受到多方麵潛在因（yīn）素的影響而不易保證。

2.購置成本問題（tí）

加工生（shēng）產各類大（dà）型模具直接（jiē）相（xiàng）關的最大費用就是機床的購置成本。能夠（gòu）生產大型模具的機床是相當昂貴的，尤其是在複雜工藝安排下（xià），需要（yào）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（yàng）的先（xiān）期高投入成本也是很多企業進入這一市場的最大障礙。由此，我們可以看出，如果可以在一台（tái）合適的機床上實現大型模具的粗加工（gōng）和精加工，甚至僅需一次調試裝（zhuāng）夾，那麽很多（duō）問題將迎（yíng）刃而解，加工精度也可以得到保證。

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（yòng）的任何機床，首（shǒu）先需要具有非常結實的（de）鑄鐵結構，並（bìng）裝備有具有散熱功能的主軸。

就機（jī）床的主軸而言，它必須采用（yòng）內置冷卻技術，從軸承（chéng）外（wài）麵來冷卻主軸，保證在長時間加工過程中，主軸本身不會（huì）被燒壞或不會因熱膨脹而（ér）造成精（jīng）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，同時在重切削條件下，這會增加模具的（de）熱量和應力。所以，機床的結構部件（jiàn）必須具有良（liáng）好的剛性和（hé）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）製加工過程中機床的振動，並快（kuài）速擴散加工過程中產（chǎn）生的熱量。選擇合適的加工機床和刀具可以實現成本和周期的雙贏。

2.熱穩定技術

由於加工時（shí）間過長，環境溫度的影（yǐng）響也是必須要考慮的。例如，在普通（tōng）機床上加工大型模具，當（dāng）環境（jìng）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（zhǔ）軸角板平行度發（fā）生0.07mm的變化。因此，機床的設計必（bì）須考慮到環（huán）境（jìng）溫度的效應，避免環境溫度（dù）影響到加工零件的精度。

3.速度

對於一台行（háng）程能夠快速移動的大型模具加工中心來說，大型模具加（jiā）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（jīng）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（shí）現對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（chóng）複定位精度。大型模具專用的（de）加工中心（xīn），一般其定位精度可以達到±1.5μm，重複定位（wèi）精度應達到±1μm。同（tóng）時，其節距（jù）精度應保持在5μm之（zhī）內。

5.反饋分辨率

對於高精度曲麵加工，機床自身的（de）反饋分辨率對於檢測（cè）加工零件的精度（dù）是十（shí）分重要的。采用標準的1μm反（fǎn）饋分辨率（lǜ），通常所獲得的結果並不十分理想（xiǎng）。如果分辨率能夠達到0.05μm，那麽其精加工結果幾（jǐ）乎（hū）沒有任何瑕疵。而且，通過對機床分辨率、標（biāo）尺反饋和小（xiǎo）節距滾珠絲杠的控（kòng）製可進一步提升零（líng）件表麵的加工質量。

6.主（zhǔ）軸

大型模具加工中心上使用（yòng）的主軸（zhóu）必須達到（dào）進行粗加工、半精加工和高質量精加工的（de）要求，而且作為一個參考標（biāo）準，其能夠實現的表麵加工質量應該控製（zhì）在2μm的水平（píng）。通常，對於模具閉合麵和分型線部分的精加工十分重要，但在傳統工藝下，許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（jià）昂貴，如果為此項工（gōng）序購置多功能機床，顯然是不（bú）切（qiē）合實際的。

此外，合理的主軸設計必須能夠最大程度（dù）地延長刀具的使用壽命，使其（qí）能夠在加工周期內以低振動、低溫升的（de）狀態持續工作。例如，在（zài）大型模具加工（gōng）中心上加工汽車儀表板模（mó）具時，如采用16mmCBN鑲刀片（piàn）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（biǎo）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（cǎi）用專門設計的大型模具加工機床，不僅可以延長刀具使用（yòng）壽命，而且可以大量節約加工每付模具的刀具（jù）使用成本。

7.可移動的多（duō）軸加工頭

由（yóu）於模具（jù）尺寸和重（chóng）量的限製，一般裝夾工件需要花費很長的時間。因此，采用3軸聯（lián）動加工中心不僅減少了工件的調試裝（zhuāng）夾次數，而且又不影響機床的加工精度，從而（ér）使車間加工大型（xíng）模具的生產能力（lì）大（dà）大提高。

可移動的多軸加工頭可以用於加工結構（gòu）特別複雜的大型模具，按可變幾何形狀設計的加（jiā）工頭可允許3軸聯動加工（gōng），僅需（xū）一次（cì）裝夾工件，便可銑削加工型腔很（hěn）深的（de）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，當主軸以最佳的角度傾斜時，可提高（gāo）加工頭對銑削加工點（diǎn）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（zhóu）加工頭加工工件表麵時，采用的（de）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（shí）會產生大量（liàng）的切屑，如果（guǒ）不能及（jí）時（shí）排除，必然會導致二次切削，以（yǐ）及造成機床結構部件或者工件表麵的溫升。大型模（mó）具加工（gōng）中心的工作台下麵通常具有18個排屑孔，不管工作台移（yí）動到什麽位置，都能夠可靠地排（pái）除切屑。機床上（shàng）有4條內（nèi）置鉸鏈式切屑（xiè）傳送帶，以很高（gāo）的速（sù）度將（jiāng）切屑排送到機床前（qián）麵。

9.高壓冷卻（què）液

在大型模具（jù）加工時，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）法鑽削斜孔時，需要壓（yā）力為（wéi）1000psi（1psi=6890Pa）的冷卻液才能有效地排除（chú）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（kǒng）時（shí），需要（yào）增添額外的機床，需要二次裝卡，降低加工精度，而且增加周期成本。根據以上分析可以看（kàn）出，實現對大型模具的簡單加工需要機（jī）床具有（yǒu）更多（duō）、更好（hǎo）的功（gōng）能。

牧野開發的新型MCC2516VG3軸臥式加工中心，主軸轉速（sù）可達（dá）15000r/min，並采（cǎi）用了“軸芯冷卻”方式和“軸（zhóu）承內壓潤滑”功能，保證主軸及其附屬軸承可以（yǐ）得到及時、有（yǒu）效地冷卻。

此外，主軸不（bú）僅可沿橫向（xiàng）的X軸、垂直方向的Y軸和前後方向的Z軸方向運動，還可配合A軸和C軸轉動。由於具備2種分度功能，因此不僅可減輕（qīng）調（diào）整作業量，還可切削（xuē）結構複雜的工件，例如保險杠、儀表盤和（hé）汽車頭燈（dēng）透鏡等。

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