1.巨大的尺寸和重量

在加工大型模具時（shí），如何應付（fù）其自身的巨（jù）大尺寸（cùn）和重量是加工企業麵臨的一大挑戰。大型模具的加工往往需要大量的勞動力、專用（yòng）設備和多次調試裝夾，而加工精度也受到（dào）多方麵（miàn）潛在（zài）因素的影響而不易保證。

2.購置成本問題

加工生產各類（lèi）大型模（mó）具直接相關的最大（dà）費（fèi）用就是機床的購置成本。能夠生產大型模具的機床是相當昂貴的，尤（yóu）其是在複雜工藝（yì）安排下，需要使（shǐ）用多台機床才能完成（chéng）從模具粗加工到精加工的全部工序（xù）。這樣的先期高投入成（chéng）本也是很多企業進入這一市場的最大障礙。由此，我們可以（yǐ）看出，如果可以在一台（tái）合適的機床上實現大型（xíng）模具的粗加工和精加工，甚至（zhì）僅需一（yī）次調試裝夾（jiá），那麽（me）很多（duō）問題將迎刃而解，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（hé）散熱特性，因而是製造機床結構件最穩定（dìng）的材料。對於銑（xǐ）削大型零件（jiàn）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（sàn）熱功能的主軸。

就機床的主軸而言，它必須采用內置冷卻技術，從軸承（chéng）外麵來冷（lěng）卻主軸，保證在長時間加工（gōng）過程中，主軸本身不會被燒壞或不會因熱膨脹而（ér）造成精（jīng）度損失。這（zhè）些（xiē）因素是非常重（chóng）要的，因（yīn）為大型模（mó）具的加工需要消耗很長的（de）時間，同時在重切削條件（jiàn）下，這會增加模具的熱量和應力。所以，機床的結（jié）構部（bù）件必須具有良好的剛（gāng）性和散熱特性，這（zhè）是加工出（chū）大型優質模具的（de）前（qián）提。因此，必（bì）須最大程度地限製加工過程中（zhōng）機床的振動，並快速擴散（sàn）加工過程（chéng）中產生的（de）熱量。選擇合（hé）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（yóu）於加工時間過長，環境溫度的影響也是必須要考慮的。例（lì）如，在普通機床（chuáng）上加工大型模具，當環（huán）境溫度變化（huà）10℃時，將會導致機床立柱發生6℃的溫度變化，從而（ér）引起主軸角（jiǎo）板平行度發生0.07mm的變（biàn）化。因此，機床（chuáng）的設（shè）計必（bì）須考慮到（dào）環境溫度的效應，避（bì）免環境溫度影響到加工零件（jiàn）的（de）精度。

3.速度

對於一（yī）台行程能夠快速移動（dòng）的大型模具加工中心（xīn）來（lái）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（sù）度應（yīng）滿足762～20000mm/min。

4.精（jīng）度

精度控（kòng）製始終貫穿於模（mó）具加工的各個階段，如果需要在一台加工中（zhōng）心上實（shí）現對大型模具的粗加工和精（jīng）加工，那麽必須嚴格控製機床的定（dìng）位精度和重複定位精度。大型模具專用的加工中心，一般其定位精度可以達（dá）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（zài）5μm之內（nèi）。

5.反饋分辨率

對於高精度曲（qǔ）麵加工，機床（chuáng）自身的反饋分辨率對於檢測（cè）加工零件的精度是十分重要的。采用標準的1μm反饋分辨率，通常所獲得（dé）的結果並不十分理想。如（rú）果（guǒ）分辨率能夠達到（dào）0.05μm，那麽其精加工結果幾乎沒有任何瑕疵。而且，通過（guò）對機床分辨率、標尺反饋和小節距（jù）滾珠絲杠的控製可（kě）進一步提升零件表麵的加工質量。

6.主軸

大型模具加工中心上使用的主軸必須達（dá）到進行粗加工、半精加工和高質量精加工（gōng）的要求，而且作為一個參考標準，其能夠實（shí）現的表麵加工質量應該控製在2μm的水平。通常（cháng），對於模具閉合麵和分型線部分的精加（jiā）工十分重要，但在傳統工（gōng）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（wèn）題。因為，大型加工機（jī）床的造價昂貴，如果為此項工序購置多功能機床，顯然是（shì）不切合實際的。

此外（wài），合理（lǐ）的主軸設（shè）計（jì）必須能夠最大程度地延長刀（dāo）具（jù）的使用壽命，使其能夠在加工周期內以低振動、低溫升的狀態持續工作（zuò）。例如，在大型模具加工中心（xīn）上加工汽車儀表板模具時（shí），如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具，加工速度可（kě）以達到8m/min，使用壽命超過30h，可以（yǐ）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，采用專門（mén）設計的大型模具加工機床（chuáng），不（bú）僅可以（yǐ）延長刀（dāo）具（jù）使用壽命，而且可以大量節約加（jiā）工（gōng）每付模具的刀具（jù）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（cǎi）用3軸聯動加工中心不僅減（jiǎn）少了工件的調試裝夾次數（shù），而（ér）且又（yòu）不影（yǐng）響機床的加工精度，從而使車間加工大型模具的（de）生產能（néng）力（lì）大大提高。

可移動的多軸加工頭可以用於加工（gōng）結構特別複雜的大型模具，按可變（biàn）幾何形（xíng）狀設計的加（jiā）工頭可（kě）允許3軸聯動加工，僅需一次裝夾工件，便可（kě）銑削加工型腔很深的模具和冷卻（què）孔（kǒng），以及切削加工許多其他幾何（hé）形狀複雜的部位。例如，當主軸以最佳的角度傾斜時，可提高加工頭對（duì）銑削加工點的接近程度，這樣便可實現利用多軸加工頭完成對（duì）斜孔的加工。

此外，由於多軸加工頭加工工件表麵時，采用的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（jīn）屬切削加工時會產生大量的切屑，如（rú）果不能及時排除，必然會導致二次切削，以及造成機床結（jié）構部（bù）件或（huò）者工件表麵的溫升。大型模具加（jiā）工中（zhōng）心的工作（zuò）台下麵通常具有18個（gè）排屑孔，不管工作台移動到什麽位置，都能夠可靠地排除切屑（xiè）。機床上有4條內置鉸鏈式切屑（xiè）傳送帶（dài），以很高的速度將切屑排送（sòng）到機床前麵。

9.高壓冷卻液

在大型模具加（jiā）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（què）液才能有效地排除切屑，並達到更（gèng）高精度的切削。而如果（guǒ）沒（méi）有這種高壓（yā）冷卻液，則在加工斜孔時，需要增添額外的機床，需要二次裝卡，降低加工精度，而且增加周期（qī）成本。根據以上分析可（kě）以看（kàn）出，實現對大型模具的簡單加工（gōng）需要機床具（jù）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）”功能，保證主軸及其附屬軸承可以得到及（jí）時、有效地冷卻。

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

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