1.巨大的（de）尺寸（cùn）和重量

在加工（gōng）大型模具時，如何應付其自身的巨大尺寸和重（chóng）量是（shì）加工（gōng）企業麵臨（lín）的一大挑（tiāo）戰。大型模具（jù）的加工往往需（xū）要大量的勞動（dòng）力、專用設備和多次調試裝夾，而加工精度也受到多方（fāng）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關的最大費用就是機床的購置（zhì）成本。能夠生產（chǎn）大型模具的機床是（shì）相當昂貴的，尤其是在複雜工藝安排下，需要使用多台機床才能完成從模具粗（cū）加工（gōng）到精加工的全部工序。這樣的先期高投入成本也是很多企業進入這一市場（chǎng）的最（zuì）大障礙。由此，我（wǒ）們可以看（kàn）出，如果可以在一（yī）台合適的機床上實現大型模具的（de）粗加工和精加工，甚至僅需（xū）一次調試裝夾，那麽很多問（wèn）題將迎刃而解，加工精度也可以得到（dào）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散熱特性，因（yīn）而（ér）是製造機床結構件最穩定的（de）材料。對於銑削大型零件用的（de）任何機床，首先需要具有非（fēi）常結實的鑄（zhù）鐵結（jié）構，並裝備有具有散熱功能的主軸。

就機床的主軸而言，它（tā）必須采（cǎi）用內置冷卻技（jì）術，從軸承外麵來冷卻主（zhǔ）軸，保證在長時間加工（gōng）過程（chéng）中，主軸本身不會被燒壞或不會因熱膨脹而造成精度損失。這些因素是非常（cháng）重要（yào）的，因為大型模具的加工需要（yào）消耗很長的時間，同時在重切削條件下，這會增加模具的（de）熱量和應力。所以（yǐ），機床的（de）結構部件必須具有良好（hǎo）的剛性和散熱特（tè）性，這是加工出（chū）大型優（yōu）質模具的前提。因此，必須（xū）最（zuì）大程度（dù）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的熱量。選擇合適的（de）加工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（jìng）溫度的影響也是必須要考慮的。例如，在普通機床上加工大型模具，當環境溫度變化（huà）10℃時（shí），將會導（dǎo）致機床立柱（zhù）發生6℃的溫度變化，從而引起主軸角板平行度發生（shēng）0.07mm的變化。因此，機床（chuáng）的設計必須考慮到環（huán）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

對於一台行程能（néng）夠快速（sù）移（yí）動的大型模具加（jiā）工中心來說，大型模具（jù）加工機床的主軸轉（zhuǎn）速應至少（shǎo）達到（dào）20000r/min，金（jīn）屬的切削速度應滿足762～20000mm/min。

4.精（jīng）度

精度控製始終貫穿於模具加工的（de）各個階段，如果需要在一台加工中心上實現（xiàn）對大（dà）型模具的粗（cū）加工和精加工，那麽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（de）加工中心，一般其定位精度可以達到±1.5μm，重複定（dìng）位精度應達到±1μm。同時（shí），其（qí）節距精（jīng）度應（yīng）保持在5μm之內。

5.反饋分辨率

對（duì）於高精度曲麵（miàn）加工，機（jī）床自身的反饋（kuì）分辨（biàn）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（tōng）常所獲得的結果並不十分理想。如果分辨率能夠達到0.05μm，那麽其精（jīng）加工結果幾乎沒有任何瑕疵。而且，通過對（duì）機床（chuáng）分辨（biàn）率、標尺反饋和小節距（jù）滾珠絲杠的控製可進一步提升零件（jiàn）表麵的加工質量（liàng）。

6.主軸

大型模具（jù）加工中心上使用的主軸必須達到進行粗加工、半精加工和高質量精加工的（de）要求，而且作為（wéi）一個參考標準，其能夠（gòu）實現的表麵加工質（zhì）量應該控製在2μm的水平（píng）。通常，對於模具閉合麵（miàn）和分（fèn）型線部分的精加工十分重要，但在傳統（tǒng）工藝下，許多模具製造商不得不采用（yòng）手工拋光的方式，以彌補刀具加工（gōng）精度不足的（de）問題。因為（wéi），大型加（jiā）工機床（chuáng）的造價昂貴，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，合理的主軸（zhóu）設計（jì）必須能夠最大程度地延長刀具的使用壽命，使其能夠在加工周期內以低（dī）振（zhèn）動、低溫升的狀（zhuàng）態持續工作。例如，在大型模具加工（gōng）中心上加工汽（qì）車儀（yí）表板模具時（shí），如采用16mmCBN鑲刀片精（jīng）加工刀具，加工速度可以達到8m/min，使用壽命超過30h，可以將加工表麵質量（liàng）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，采用專門設計的大型模具加工（gōng）機床，不僅（jǐn）可以延長刀具使用壽命，而且可以大量節約加（jiā）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（liàng）的（de）限（xiàn）製，一般（bān）裝夾工件需要花費（fèi）很長的時間。因（yīn）此，采用3軸聯動加工中心不僅減少了（le）工件的調試裝夾次（cì）數，而且又不影響機（jī）床的加工精度，從而使車間加工大（dà）型模具（jù）的生產能力（lì）大大提（tí）高。

可移動的多軸加工頭（tóu）可以用於加（jiā）工結構特別複雜的大型模（mó）具，按可變幾何形狀設計（jì）的加工（gōng）頭可允許3軸聯動加工，僅需一次裝夾工件，便可銑（xǐ）削加工型腔很深的模具和冷卻孔，以及切削加工許多其他幾何形狀複雜的部位。例（lì）如，當主軸以最佳的角度傾斜（xié）時，可提高（gāo）加工頭對銑削加工點的接近程度，這樣便可實（shí）現利用多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（jiàn）表麵時，采用的是刀具的半徑（jìng）刀刃而不是（shì）刀具的刀尖，因此可提高表麵（miàn）粗糙度。

8.切屑管理

金屬切削加工時會產生大量的切屑，如果不能及時排除，必然（rán）會導致二次切削，以及造成機（jī）床結構部件或者工件表麵的溫升。大型模具加（jiā）工中心的工作（zuò）台下麵通常具有18個排屑孔，不管工作台（tái）移動到什麽位置，都能夠可靠地排除切屑。機床上有4條內置鉸鏈式（shì）切屑傳送帶，以很高（gāo）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，高壓冷卻液（yè）有（yǒu）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（yào）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（xuē）。而如果沒有這種高（gāo）壓冷卻（què）液，則在加工斜孔時，需要增添額外的機床，需要二（èr）次裝卡，降低加工精度，而且增加周期成（chéng）本。根據（jù）以上分（fèn）析可以看出，實現對大（dà）型模具的簡單加工需要機床具有更多、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（què）”方式和“軸承內壓潤滑”功能，保證主軸及其附屬軸承可以（yǐ）得到及時、有效地冷卻（què）。

此外，主軸不（bú）僅可沿橫向的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軸和C軸轉動。由於具備2種分度功能，因此不僅可（kě）減輕調整作業量（liàng），還可（kě）切削結構複雜的工件，例如保險杠（gàng）、儀表盤和汽車頭燈透鏡等（děng）。

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