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（jù）大尺（chǐ）寸和重（chóng）量是加工企業麵臨的一大（dà）挑戰。大型模具的（de）加工往往需要大量的勞動力、專用設備和多次調試裝夾，而（ér）加工精度也受到（dào）多方麵（miàn）潛在因素的（de）影響而不易保證。

2.購置（zhì）成（chéng）本問題

加工生產各類大型模具直接相關的（de）最大（dà）費用就是機床的購置成本（běn）。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，需要使用多台機床才能（néng）完成從模具粗加工到精加工的全部工序。這樣（yàng）的先期高投入成（chéng）本也是很多企業進入這一市場的（de）最大障礙。由此，我們可以看出，如果可以在一台合適的機床上（shàng）實現大型模具的（de）粗（cū）加工和精加工，甚至僅（jǐn）需（xū）一次調試裝夾，那麽很多問題將迎刃（rèn）而解，加工精度也可以得到保證。

加工中心

1.鑄鐵（tiě）床身結構，機床主軸具有散熱功能（néng）

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（gòu）件最（zuì）穩定（dìng）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（shí）的鑄鐵結構，並裝備有具有散熱功（gōng）能的主軸。

就機床的主軸而言，它必須采用（yòng）內置冷卻技術，從軸承外麵來冷卻主（zhǔ）軸，保證在長時間（jiān）加工過程中（zhōng），主軸（zhóu）本身（shēn）不會被（bèi）燒壞或不會因熱（rè）膨脹而造（zào）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（hěn）長的時間，同時在重切削條件下，這會增加模具的熱量（liàng）和應力（lì）。所以，機床的結構部（bù）件必須具有良好的剛性和（hé）散熱特性，這（zhè）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（gōng）過程中機床的振動，並快速擴散加工過程中產生的熱量。選擇合適的加工（gōng）機床和刀具可以實現成本和周期的雙贏。

2.熱穩定技術

由於加工時間過長，環境溫度的影響也是必須要考慮的。例如，在普通機床上加工大（dà）型模具，當（dāng）環（huán）境溫度變化10℃時，將會導致機床立柱發生6℃的溫度變化，從（cóng）而引起主軸角板平行度發生0.07mm的變化。因此，機床的設計必（bì）須（xū）考慮到（dào）環境溫（wēn）度的效應，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，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（dù）控製始終貫穿（chuān）於模具加工的各個階段（duàn），如果需要在一台加工中心（xīn）上實現（xiàn）對大型模具的粗加工和精加工，那麽必須嚴格（gé）控製機床（chuáng）的（de）定位精度和重複定位精度。大型模具專用的加工中心，一（yī）般其（qí）定位精度可以達到±1.5μm，重複定位精度應（yīng）達到±1μm。同時，其節距精度應保持在5μm之內。

5.反饋分辨率

對於高精度曲麵加工，機床自身的反饋分辨（biàn）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，通常所（suǒ）獲得的結果並不十分理想。如果分（fèn）辨率能夠達到0.05μm，那麽其精（jīng）加工結（jié）果幾乎沒有任何瑕疵。而且（qiě），通過對機（jī）床分辨率、標尺反饋和（hé）小節距滾珠絲杠的控製可進一步提（tí）升零件表麵的加（jiā）工質量。

6.主軸

大型模具加工中心（xīn）上使用的主軸必須達到進行（háng）粗加工、半精（jīng）加工和高質量精加工的要求（qiú），而且作（zuò）為一個參考標準（zhǔn），其能（néng）夠實現的表麵加工質量應該控（kòng）製在2μm的水平。通（tōng）常，對於模（mó）具閉合麵和分型線部分的精（jīng）加工十分重要，但在傳統工藝下，許多模（mó）具製造商不得不采用手（shǒu）工拋光的方式，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（xù）購（gòu）置多功能機床（chuáng），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（qī）內以低振動（dòng）、低溫升的狀態持續（xù）工作。例如（rú），在大型模具加工中（zhōng）心（xīn）上加工汽車儀表板模具時，如采用16mmCBN鑲刀片精加（jiā）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（gōng）表麵質（zhì）量控製在0.336～3.2μm。由此可知，考慮（lǜ）到（dào）加（jiā）工大型模具時的刀具成（chéng）本增加，采用專門設計的大型模具加工機床，不僅可以延長刀（dāo）具使用壽命（mìng），而且可以大量節約（yuē）加（jiā）工每付模具的刀具使用成本。

7.可移動的多軸加工頭

由（yóu）於模具尺寸和重量的限製，一般裝夾（jiá）工件需（xū）要花費很長的時間。因此，采用3軸聯動加工（gōng）中心不（bú）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（jiā）工大型模具的生產（chǎn）能力大大提高。

可移動的多軸加工頭可以用於加工結構（gòu）特（tè）別複雜的大型模（mó）具，按可變幾何形狀設計（jì）的加工頭可允許3軸聯動加工，僅需一次裝夾工件（jiàn），便可銑削加工型腔很深的模具和冷卻孔，以及切（qiē）削加工許多其他幾何形狀複雜的部位。例如，當主軸（zhóu）以最佳的角度傾斜時，可提高加工頭對銑削（xuē）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（xié）孔的加（jiā）工。

此外，由於多軸加工（gōng）頭加工工件表麵時，采用的是（shì）刀（dāo）具（jù）的半徑刀刃而不是刀具的刀尖，因此可（kě）提高（gāo）表麵粗（cū）糙度。

8.切屑管理（lǐ）

金（jīn）屬切削加工時會產（chǎn）生大量的切屑，如（rú）果不能及時排除，必然（rán）會導致二次（cì）切削，以及造成機（jī）床結構部件或（huò）者工件表麵的（de）溫升。大（dà）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（zuò）台移動到什麽（me）位置，都能夠可靠地排除切屑。機床上有4條內置鉸鏈式切屑傳送帶，以很（hěn）高的速度將切屑排送到機床前麵。

9.高壓冷卻液

在大型模具加工時，高壓冷（lěng）卻液有著非常重要（yào）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（wéi）1000psi（1psi=6890Pa）的（de）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（guǒ）沒有這種高壓（yā）冷卻液，則在加工（gōng）斜孔時，需要增（zēng）添額外的機床，需要二次裝卡，降低加工精度，而且增加周期（qī）成本。根據以上分析可以（yǐ）看出，實現（xiàn）對大型模具的簡單加工需要機床具有更多、更（gèng）好的（de）功（gōng）能。

牧（mù）野開發的新型MCC2516VG3軸臥式加工（gōng）中心，主軸轉速可達15000r/min，並采用（yòng）了“軸芯冷卻”方式和“軸承內壓潤滑”功能，保證主軸（zhóu）及其附（fù）屬軸承可以得到及時、有效地冷卻。

此外，主軸不僅可（kě）沿橫向的X軸、垂直方向的Y軸和前後方（fāng）向的Z軸方向（xiàng）運動（dòng），還可配合A軸和（hé）C軸轉動。由於具備2種分度功能，因此不僅（jǐn）可減輕調整作業量，還可切削結構複雜的（de）工件，例如（rú）保險杠、儀（yí）表盤和汽車頭燈透鏡等（děng）。

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