1.巨（jù）大（dà）的尺寸和重量（liàng）

在加工大型（xíng）模具時，如何應付其自身（shēn）的巨（jù）大（dà）尺寸和（hé）重量是加工企業麵臨的（de）一大（dà）挑戰。大型模具的加工往（wǎng）往需要大量的勞動力（lì）、專（zhuān）用設備和多次（cì）調試（shì）裝夾，而加工精度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（chéng）本。能夠生產大型模具的機床是相當昂貴的，尤其是在複雜工（gōng）藝安排下（xià），需要使（shǐ）用多台機床才能完成從模具粗加工到精加工的全（quán）部工序。這樣的先期高投入成本也是（shì）很多企（qǐ）業進入這一市場的（de）最大障（zhàng）礙。由此，我們可（kě）以看出，如果可（kě）以在（zài）一台合適的機床上（shàng）實現大（dà）型模具的（de）粗加（jiā）工和精加工，甚至僅需一次調試裝（zhuāng）夾，那麽很多問題將迎刃而解，加工精度也可以得到保（bǎo）證。

加工中心

1.鑄鐵（tiě）床身結（jié）構，機（jī）床（chuáng）主軸具有散熱功能

鑄鐵材料具有很（hěn）高的剛性和（hé）散熱特性，因而是製（zhì）造機床結構件最穩定的材料。對於（yú）銑削大型零件用的任何機床，首先需（xū）要具有非常結（jié）實的鑄鐵（tiě）結構（gòu），並（bìng）裝備有具有散熱功能（néng）的主軸。

就機床的（de）主軸而言，它必（bì）須采用（yòng）內置冷卻技術，從軸承外麵來冷卻主軸，保證在長時間加工過程中，主軸（zhóu）本（běn）身不會被燒壞或不會因熱（rè）膨脹而造成精度損失。這些因素是非常重要的，因為大（dà）型模具的加工需（xū）要消耗很長的時（shí）間，同時在重切削條件下，這會增加模具的熱量和應力。所以，機床的結構部件（jiàn）必須具有良好的剛性和散熱特性，這是加工（gōng）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中機床（chuáng）的振動，並快速擴散加工過（guò）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（qī）的雙贏。

2.熱穩定技術

由於（yú）加工時間過長，環境溫度的影響也是必須要（yào）考慮的。例如，在普通機床上加工大型模具（jù），當（dāng）環境溫度變化10℃時，將會導致機床立柱發生6℃的（de）溫度變化（huà），從（cóng）而引起主（zhǔ）軸角板平行度發生0.07mm的變化。因此，機床的設計必須考慮到（dào）環境溫度的（de）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（de）主軸轉速應至少達到20000r/min，金屬（shǔ）的切削（xuē）速（sù）度應滿足762～20000mm/min。

4.精度

精度（dù）控製始終貫穿於模具加工的各（gè）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床的（de）定位精度和重複定位精度（dù）。大型模具專用的加（jiā）工中心，一般其定位精度（dù）可以達到±1.5μm，重複定位精度應達到±1μm。同時（shí），其節距（jù）精度應保持在5μm之內。

5.反饋分辨率

對於高精度曲（qǔ）麵加工，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。采用標準的1μm反饋分辨率（lǜ），通常所獲得的（de）結果並不十分（fèn）理想。如果分（fèn）辨率能夠達到0.05μm，那麽其（qí）精加工結果幾乎沒有任何瑕疵。而且，通過對機床分（fèn）辨率、標尺（chǐ）反饋和小（xiǎo）節距滾珠絲杠的控製可進（jìn）一步提升零件表麵的加工質量。

6.主（zhǔ）軸

大型模具加（jiā）工中（zhōng）心（xīn）上使用的主（zhǔ）軸必須達到（dào）進行（háng）粗加（jiā）工、半精加工和高質量精加工的要求，而且作為一個參考（kǎo）標準，其能夠實（shí）現的表麵加工質量應該控製在2μm的水平。通常，對（duì）於模具閉合麵和分型線部分（fèn）的精加工十分重要，但在傳統（tǒng）工藝（yì）下，許多模具製造（zào）商不得不采用（yòng）手工拋光的方式，以彌補刀具加工精度不足的問題。因為（wéi），大型加工機床的造價昂貴，如（rú）果為此項工（gōng）序購置多功能機床，顯然是（shì）不切合（hé）實際（jì）的。

此外，合理的主軸（zhóu）設計必（bì）須（xū）能夠最大程（chéng）度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、低溫升的狀態持續工作。例如（rú），在大型模具加工中心（xīn）上加工汽車儀表板模具時，如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具（jù），加工速度可以達到8m/min，使用壽（shòu）命超過30h，可以將加工表麵質量控（kòng）製在0.336～3.2μm。由此可知，考慮到（dào）加工大型模具（jù）時的刀具成本增加，采用專門設計的大型模具加（jiā）工（gōng）機床，不僅可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（yòng）成本。

7.可移動的多軸加工頭

由於模具尺寸和重量的限製，一般裝夾工件需（xū）要花費很（hěn）長的時間。因此，采用3軸聯動加工（gōng）中心不僅減少了工件（jiàn）的調試裝夾次數（shù），而且又不影響機（jī）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（yí）動的多軸加工（gōng）頭可以用於加工結構特別複（fù）雜的大型模具，按可變幾何形狀設計的加工頭可允許3軸聯動加工，僅需一次裝夾工件，便可銑削加工型腔很深的模具和（hé）冷卻孔，以（yǐ）及切削加工許多其他幾何形狀複（fù）雜的部（bù）位。例如，當主軸以最佳的角度傾斜時，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（duō）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時，采（cǎi）用的是刀具的半徑刀刃而不（bú）是刀具的刀尖（jiān），因此可提高表麵粗（cū）糙（cāo）度。

8.切屑管理

金（jīn）屬切削加工時會產生大量的切屑，如果不能及時排除，必然會導致二次切削，以及（jí）造成機床結構部件或者工（gōng）件表（biǎo）麵的溫升。大型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（dòng）到什麽位置，都（dōu）能夠可（kě）靠地排除切（qiē）屑。機床上（shàng）有4條內置鉸鏈式切屑傳送帶，以很高的速度將切屑排送到機床前麵。

9.高壓冷卻液

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軸的加工方法鑽削斜孔時，需要壓力為1000psi（1psi=6890Pa）的冷卻液才（cái）能有效地排除切屑，並達到更高精度（dù）的（de）切削。而如（rú）果沒有這種高壓（yā）冷卻液，則在加工斜孔（kǒng）時，需要（yào）增添額（é）外的機床，需要二次裝卡，降低加工精度，而且增（zēng）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（yào）機床具（jù）有更多、更好的功能。

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

此外，主軸不僅可沿橫向的X軸（zhóu）、垂直方向的Y軸（zhóu）和前後方向的Z軸方向（xiàng）運動，還（hái）可配合A軸和（hé）C軸轉動。由於具備2種分度功能，因此不僅可減輕調整作業量，還可切削結構複雜（zá）的工件，例如保險杠、儀表盤（pán）和汽車頭燈透（tòu）鏡等。

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