1.巨大的尺寸和重（chóng）量

在加工大型模具時，如何應付（fù）其自身（shēn）的巨大尺寸和重量是加工企業麵臨的一大（dà）挑（tiāo）戰。大型模具（jù）的（de）加工往往需要大量（liàng）的勞動力、專用設（shè）備和多次調試裝夾，而加工精度也受到多方麵潛（qián）在因素的影響（xiǎng）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（jī）床是相當昂貴的，尤其是在複雜工（gōng）藝安（ān）排下，需（xū）要使用（yòng）多台機床（chuáng）才能完成從模具粗加工到精（jīng）加工的全部工（gōng）序。這樣的（de）先期高投（tóu）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（kě）以看出（chū），如果可以在一台合（hé）適的機床上實現大（dà）型模具的粗加工和精加（jiā）工，甚至僅需一（yī）次調試裝夾（jiá），那麽（me）很多問題將迎刃而（ér）解，加工精度（dù）也（yě）可以得到保證。

加工中心（xīn）

1.鑄鐵床身結（jié）構，機床（chuáng）主軸具有散（sàn）熱功能（néng）

鑄（zhù）鐵材料具有很高的剛性和散熱特性（xìng），因而是製造機（jī）床（chuáng）結構件最穩定的材料。對於銑削大型零（líng）件用的任何機床，首先需要具有非常結實的鑄鐵結構，並裝備有具有散熱功能的主軸（zhóu）。

就機床的主（zhǔ）軸而言，它必須采用（yòng）內置冷卻（què）技術，從軸承外麵來冷卻主軸，保證（zhèng）在長時間加工（gōng）過程（chéng）中，主軸本身不會被燒壞或（huò）不（bú）會因熱（rè）膨脹而造成精（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（hěn）長（zhǎng）的時間，同時在重（chóng）切削條件下，這會增加模具的熱量和應力（lì）。所以，機床的（de）結（jié）構部件必須具有良好的剛性和散熱特性，這是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過程中機床的振動，並（bìng）快速擴散加工過（guò）程中產生的（de）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（shuāng）贏。

2.熱（rè）穩定技術

由於加工（gōng）時間過長，環境溫度（dù）的影（yǐng）響也是必須要考慮的。例如，在普通機床上加工（gōng）大型模具，當環（huán）境溫度變化10℃時（shí），將（jiāng）會（huì）導致機床立柱發生6℃的溫度變（biàn）化，從而引起主軸角板平行度發生0.07mm的變化。因此，機床的設計必須考慮到環境溫度的效應，避免環境溫度影響到加工零件的精度。

3.速度（dù）

對於一（yī）台行程能夠快速移動的大（dà）型模具加工中（zhōng）心來說，大型模具加工機床的主軸轉（zhuǎn）速（sù）應至少（shǎo）達到20000r/min，金屬的切削（xuē）速度應滿足762～20000mm/min。

4.精度

精度控（kòng）製始（shǐ）終貫穿於模具加工的（de）各（gè）個階段，如（rú）果需要在一台加工中心上實（shí）現對（duì）大（dà）型模具的粗加工和精加工，那麽（me）必須嚴格控製機床的定位精度（dù）和重複定位精度。大型模具專用的加工中心，一般其定位精（jīng）度可（kě）以達到（dào）±1.5μm，重複定位精度應達到±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率對於檢（jiǎn）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，通常所獲得的結果並不十分理（lǐ）想。如果分辨率能夠達到0.05μm，那麽其精加工結果幾乎沒有任何瑕疵。而且，通過對機床分辨率、標尺反饋和小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.主軸

大型模具加工中心上使用的主軸必須達到進行（háng）粗加（jiā）工、半（bàn）精加工和高質量精加工的要（yào）求（qiú），而且作為一個參考標準，其能夠實現的表麵加工質量應該控製在2μm的水平。通常，對於模具閉合麵（miàn）和分型線部分的精加工十分重要，但在傳統（tǒng）工（gōng）藝下（xià），許多模具製造商不得不采用手工拋光的方式，以彌補刀具加工精度不足（zú）的問題。因為，大型（xíng）加工機床的造價昂貴，如果為此項工序（xù）購置多功能機床，顯然是不（bú）切合實際（jì）的。

此外，合理的主軸設計必須能夠最大程度（dù）地延（yán）長刀（dāo）具的使用壽命，使其能夠在加工（gōng）周期內以低振動、低溫升的狀態持續工作。例如，在大型模具加工中心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（dù）可以達到（dào）8m/min，使用壽（shòu）命超過30h，可以將加工表麵（miàn）質量控製在0.336～3.2μm。由此可（kě）知（zhī），考慮到加工大（dà）型模具時（shí）的刀具成本增加，采用專門設計的大型模（mó）具（jù）加工機床，不僅可以延長刀具使用壽（shòu）命，而且可以大量節約加工每付模具（jù）的刀具使用成本。

7.可移動的多軸加（jiā）工頭

由於模具尺寸和重量的限製，一般（bān）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（jiǎn）少（shǎo）了工（gōng）件的（de）調試裝夾次數，而且又不影響機床的加工精（jīng）度，從而使車（chē）間加工大型（xíng）模具的生產能力大（dà）大（dà）提高。

可移動的多軸加工頭可以用於加工結構特（tè）別（bié）複雜的大型模具，按可變幾何形（xíng）狀設計的加工頭可（kě）允許3軸聯動加工，僅需一次裝夾（jiá）工件，便可銑削加工型腔很深的模具和冷卻孔，以及切削加工許多其（qí）他幾何形狀複雜的部位。例如，當主軸以最佳的（de）角度傾斜時，可提高加工頭對銑削加工點的接近程（chéng）度，這（zhè）樣便可實現利用（yòng）多軸加工頭完成對斜孔的加工。

此（cǐ）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（de）刀尖，因此可提高表麵粗糙度。

8.切屑管理（lǐ）

金屬切削加工時會產生大量的切屑，如果不能及時排除（chú），必然會導致二次切削，以（yǐ）及造成機床結構（gòu）部件（jiàn）或者（zhě）工件表麵的溫（wēn）升。大型模具加工中心的（de）工作台下麵通常具有18個排屑孔，不管（guǎn）工作（zuò）台移動到什麽位置，都能夠可靠（kào）地排除切屑。機床上有4條內置（zhì）鉸鏈式切屑傳送帶，以很高的（de）速度將切屑排送到機（jī）床前麵。

9.高壓冷卻液

在大型模具加工時，高（gāo）壓（yā）冷卻（què）液有著非常重要的作用。例（lì）如，在（zài）采（cǎi）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屑，並達（dá）到更高精度的切削。而如果（guǒ）沒有這種高壓冷卻液（yè），則在加工斜孔時，需要增添額外的機床，需要二次裝卡，降低（dī）加工精度，而且增加周期成本。根（gēn）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（duō）、更好的功能。

牧野開發（fā）的新型MCC2516VG3軸臥式加工中心，主軸轉速可達15000r/min，並（bìng）采用（yòng）了“軸芯冷卻”方式和“軸承內壓潤滑”功能，保（bǎo）證主軸及其附屬軸承可以得到（dào）及時、有效地冷卻。

此外，主軸不僅可沿橫向的X軸、垂直方向的Y軸（zhóu）和前後方向（xiàng）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，因此不僅可減輕調整作業量，還可切削結（jié）構複雜的工件，例如保（bǎo）險杠、儀表（biǎo）盤和汽車頭燈（dēng）透鏡等。

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