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大尺寸和重量是加工企業麵臨的一大挑戰。大型（xíng）模（mó）具的加工往往（wǎng）需要大量的勞動力（lì）、專（zhuān）用設備和（hé）多次調試（shì）裝夾，而加工精度也受到多方麵潛在因素的影（yǐng）響而不易保證。

2.購（gòu）置成本問題

加工生（shēng）產各類大型模（mó）具直接相關的最大費用就是機床的（de）購置成本。能夠生產大型模具的機床是相當昂貴的，尤其是在複雜工藝安排下，需要使用多台機（jī）床才能（néng）完成從模具粗加（jiā）工到精加工的全部工序。這樣的先期高投入成本（běn）也是很（hěn）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（yī）台合適的機床上實現大型模具的粗加工和精加工，甚至僅需一次調試裝夾，那麽很多問題將（jiāng）迎刃而解，加工精度也可以得到保證（zhèng）。

加工（gōng）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（xìng）和散熱特性，因而是製造機床結構件最穩定（dìng）的材料。對（duì）於（yú）銑削大型零件用的任何機床（chuáng），首先需要具有非常結實的鑄鐵結構，並裝備有具有散（sàn）熱功能的主軸（zhóu）。

就機床的主軸而言，它（tā）必須采用內置冷卻技術，從軸承外麵來冷卻主軸，保證在長時間加工過程中，主軸本身不會（huì）被燒壞或不會因熱膨脹而造成精度損失。這些因素是非常重（chóng）要的，因為大型模具的加工需要消耗很長的時（shí）間，同時在重切（qiē）削條件下，這會增加模具的熱量和應力（lì）。所（suǒ）以，機床的結構部件（jiàn）必須具有良好的剛性（xìng）和散熱（rè）特性，這是加（jiā）工出（chū）大型優質（zhì）模具的前提。因此，必（bì）須最大（dà）程度地限製加工過程中機床的振動，並快速擴散加工過程中產生（shēng）的熱量。選擇合適的加工（gōng）機（jī）床和刀具可以實現成本（běn）和（hé）周（zhōu）期的雙贏。

2.熱穩定技術

由於加（jiā）工時間過長，環境溫度的影響也是（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（dù）變化10℃時，將會導致（zhì）機床立（lì）柱發生6℃的（de）溫度變化，從而引起主軸（zhóu）角板平（píng）行度發生0.07mm的變化。因此（cǐ），機床的設（shè）計（jì）必須考慮到環境溫（wēn）度（dù）的效（xiào）應，避免環境（jìng）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（jiā）工（gōng）中心來說，大型模具加工（gōng）機床的主（zhǔ）軸轉速（sù）應至少達到20000r/min，金（jīn）屬的切削速度應滿足762～20000mm/min。

4.精度

精度控製始終（zhōng）貫穿於模具加工的各個階段，如果需要（yào）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定位精度和重複定位精度。大型模（mó）具專用的加工中心，一（yī）般其定位精（jīng）度（dù）可以達到±1.5μm，重（chóng）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（yú）高精度曲麵加工（gōng），機床自（zì）身（shēn）的反饋分辨率對於檢測加工零件的（de）精度是十分重要的。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想。如（rú）果分辨率能夠達到0.05μm，那麽其精加工結果幾乎沒有任何（hé）瑕疵。而且，通過對機床分辨率、標尺反饋和小節（jiē）距滾珠絲杠的控製可進一步提升零件（jiàn）表（biǎo）麵的加工（gōng）質量。

6.主軸

大型模具加工中心上使用的主軸必須（xū）達到進（jìn）行粗加工、半精加工和高質量精加工的要求（qiú），而（ér）且作為一個參考標準，其能夠實現的表麵加（jiā）工質量應該控製在2μm的水平。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（gōng）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（de）造價昂貴，如果為此項工序購置多功能機（jī）床，顯然是不切合實際的。

此外，合理的（de）主軸設計必須能夠最大程（chéng）度地延長刀具（jù）的使用壽命，使其能夠在加工周期內以低振動、低（dī）溫升的狀（zhuàng）態持續工作。例如，在大型模具加工（gōng）中心上加（jiā）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（dù）可以（yǐ）達到8m/min，使用壽命（mìng）超過30h，可以將加工表麵質量控製在0.336～3.2μm。由此可知，考（kǎo）慮到加工大型模具時的刀具（jù）成本增加，采用專門設計的大型模具（jù）加工機床，不僅可以延長刀（dāo）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.可移動的多軸加工（gōng）頭

由於模具尺寸（cùn）和重量的限（xiàn）製，一般裝夾工件需要花費很長的時間。因此，采用3軸聯動加工中心不僅減少了工件的調試裝夾次數，而且又不（bú）影響機床的加工精（jīng）度，從而使車間加工（gōng）大型模（mó）具的生產能力大大提高。

可移動（dòng）的多軸加工頭可以用於（yú）加工結構特（tè）別複雜（zá）的大（dà）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（cì）裝夾工件，便可（kě）銑削加工型（xíng）腔很深的模具和冷卻孔，以及（jí）切削（xuē）加工許多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時，可提高加工頭對銑削（xuē）加工點的接近程度，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（zhóu）加工頭加工工件表（biǎo）麵時，采用的是刀具的半（bàn）徑刀刃而不是刀具（jù）的刀尖，因此可提高表麵粗糙（cāo）度。

8.切屑管理

金屬切削（xuē）加工時會產生大量的切屑，如果不能及時（shí）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表麵的溫升。大型模具加工中心（xīn）的工作台下麵（miàn）通常具有18個排屑孔，不管（guǎn）工作台移（yí）動到什麽位置，都能夠可靠（kào）地排除切屑。機床上有4條內置鉸鏈式切屑傳送（sòng）帶（dài），以很高的速度（dù）將切屑排（pái）送到機床前麵。

9.高壓冷卻液

在大（dà）型模具加工時，高壓冷（lěng）卻液有著非常重要的作用。例如（rú），在采用2+3軸的加工方法鑽削斜孔時，需要壓力為1000psi（1psi=6890Pa）的冷卻液才能有效地排除切（qiē）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（zài）加工斜孔時，需要增添（tiān）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。根據以上分析可以看出，實現對大型模具的簡單加工（gōng）需要機床具有更多、更好的功能。

牧（mù）野開發的新型MCC2516VG3軸（zhóu）臥式（shì）加工中心，主軸轉（zhuǎn）速可達15000r/min，並采用了“軸芯冷卻”方式和“軸承內壓潤（rùn）滑”功能，保證主軸及其（qí）附屬軸承可以得（dé）到及時、有效（xiào）地（dì）冷卻。

此外，主軸不僅（jǐn）可沿橫向的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（zhóu）和C軸轉動。由於（yú）具備2種分度功能，因此不僅可（kě）減輕調整作業量，還可切削結構複雜的工（gōng）件，例（lì）如保險杠、儀表盤和汽車頭燈透鏡（jìng）等。

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