1.巨大的（de）尺寸和重量

在加工大型模（mó）具時，如何應付其自身的巨大尺寸和重量是加（jiā）工企（qǐ）業麵臨的一大挑戰。大型模具（jù）的加工往往需要大量的勞動力（lì）、專用設備（bèi）和多次調試裝夾，而加工（gōng）精度也受到多方麵潛（qián）在因素的影響而不易保證。

2.購置成本問（wèn）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成本。能夠生產大型模具的機床是相當（dāng）昂貴的，尤其是在複雜工藝安（ān）排下，需（xū）要使用多台機床才能完成從模具（jù）粗加工到（dào）精加（jiā）工的全部工序（xù）。這樣的先期高（gāo）投入成本也是很（hěn）多企業進入這一市場的最大障礙。由此（cǐ），我們可以（yǐ）看出，如果可以在一台合適的機床上實現大型模（mó）具的粗加工和精（jīng）加工，甚至（zhì）僅需一次調（diào）試裝夾，那麽很多問題將迎刃而解，加（jiā）工（gōng）精度（dù）也可以（yǐ）得到保證。

加工中心

1.鑄鐵床身結構（gòu），機床主軸具有散（sàn）熱功能

鑄鐵材（cái）料具有很高的剛（gāng）性和散（sàn）熱特性，因而是製（zhì）造機（jī）床結構件最穩（wěn）定（dìng）的材（cái）料。對於銑削大（dà）型零件用的任何機床（chuáng），首先需要具有非（fēi）常結實（shí）的鑄鐵結構，並裝備有具有散熱（rè）功能的主軸。

就（jiù）機床的主軸而言，它必須采用內置冷卻技術（shù），從軸承外麵來冷卻主（zhǔ）軸，保證在長（zhǎng）時間加工過（guò）程中，主軸（zhóu）本身（shēn）不會被燒壞或（huò）不會（huì）因熱膨脹而造成精度損失。這些因素是非常重要的，因為大型模具的加工需要消耗很長的時間（jiān），同時在重切削條件下，這會增加模具的熱量（liàng）和應力。所以，機（jī）床的結構部件（jiàn）必（bì）須具有良好的剛（gāng）性和散熱（rè）特性，這是加工出大型優質模具的（de）前提。因此，必須最大程度地限製加工過（guò）程中（zhōng）機床的振動，並快（kuài）速擴散加工過程中產（chǎn）生的熱（rè）量。選擇（zé）合適的加工機床和刀具可以實現成本和（hé）周期的（de）雙贏。

2.熱穩定技術

由於加工時（shí）間過長，環境溫（wēn）度的影響也是必須要考慮（lǜ）的。例（lì）如，在普通（tōng）機床上加工大型模具，當環境溫度變化（huà）10℃時，將會導致機床立柱發生6℃的溫度變化（huà），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

對於一台行程能夠快速移動的大型模（mó）具加工中（zhōng）心來說，大型模具加工機床的（de）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（jīng）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（tái）加工中心（xīn）上實（shí）現對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（dìng）位精度。大型模具專用的加工中心，一般其（qí）定（dìng）位精度（dù）可以達（dá）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（lǜ）

對（duì）於高精度曲麵加工，機床自身的反饋分辨率對於檢測加工零件的（de）精度是十分重（chóng）要的。采用標準的1μm反饋（kuì）分辨（biàn）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（jiā）工（gōng）結果幾乎沒有（yǒu）任何瑕疵。而且，通過對機床分辨率、標尺反饋和小（xiǎo）節距滾珠絲杠的控製可進一步（bù）提（tí）升零件表麵的加工質量。

6.主軸

大型模具加工中心（xīn）上使用的主軸必須達到進行粗加工、半精加工和高質量精加工的要求，而且（qiě）作為（wéi）一個參考標準，其（qí）能夠實（shí）現的（de）表麵加工質（zhì）量應該控製在2μm的水（shuǐ）平。通常，對於模具閉（bì）合麵（miàn）和分型（xíng）線部分的精（jīng）加工十分重要，但（dàn）在傳（chuán）統工藝下，許多模具製造商不得不采用手工拋光的方式，以（yǐ）彌補刀具加工精度不（bú）足（zú）的問題。因為，大型加工機床的造價昂貴，如果為（wéi）此項工序購置多功能機床，顯然是不切合實際的。

此（cǐ）外，合理的主（zhǔ）軸設計必須能夠（gòu）最（zuì）大程度地延長刀具的使用壽命，使其能夠在加工（gōng）周期（qī）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（bǎn）模具時，如采用16mmCBN鑲刀片（piàn）精加工（gōng）刀（dāo）具，加（jiā）工速（sù）度可以達到8m/min，使用壽命超過30h，可以將加工表麵質量控製在0.336～3.2μm。由此可知，考慮到加工大（dà）型模（mó）具時的刀具成本（běn）增加，采用專門設計的（de）大型模具加工機床，不僅可以延長刀具使用（yòng）壽命，而且可以大量節約加工每付模具（jù）的刀具使用成本。

7.可（kě）移動的多軸加工頭

由（yóu）於模具尺寸和重量的限製，一般裝夾工件需要花費（fèi）很長的時（shí）間。因此，采用3軸（zhóu）聯動加工中心不僅減少（shǎo）了工件的調試裝夾（jiá）次數，而且又不影響機床的加工精度，從而使（shǐ）車（chē）間加工大型（xíng）模具的（de）生產能力大（dà）大提高。

可（kě）移動的多軸加工頭可以用於加工結構特別複雜的大型模具，按可變幾何形（xíng）狀設計的加工頭可允許3軸（zhóu）聯動加工，僅需一次裝夾工件，便可銑削加工型腔很深的模具和冷（lěng）卻（què）孔，以及切削加工許多其他幾何形狀複雜的部位。例如，當主軸以最佳的角度傾斜時，可提高加工頭（tóu）對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斜孔的加工。

此（cǐ）外，由於多軸加工頭加工工件表麵時（shí），采用的是刀具的（de）半徑（jìng）刀刃而（ér）不是刀具的刀（dāo）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（chǎn）生大量的切屑，如果不能及時排除（chú），必（bì）然（rán）會導致二次切削，以（yǐ）及造成機床結構部件（jiàn）或者工件表麵（miàn）的溫升。大型模具加工中心的（de）工作台下麵通常具有18個排屑孔，不管工作台移動到什麽位置，都能夠可靠地排除切屑。機床上有（yǒu）4條（tiáo）內（nèi）置鉸鏈式切屑傳送（sòng）帶，以很高的速度將切屑排（pái）送到機（jī）床前麵。

9.高壓冷卻液

在大（dà）型模具加工時，高壓冷卻液有著非常（cháng）重要的（de）作用。例（lì）如，在采用2+3軸的加工方法鑽削斜孔（kǒng）時（shí），需（xū）要壓力為1000psi（1psi=6890Pa）的冷卻液才能有效（xiào）地排除切屑，並達到更高精（jīng）度的切削。而如果沒有這種高壓（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（zhuāng）卡，降（jiàng）低加工精度，而且增加周期（qī）成本。根據以（yǐ）上（shàng）分析可以看出，實現對（duì）大型模具的簡單加工需要機床具有更多、更好的功能。

牧野（yě）開發的新型MCC2516VG3軸臥式加（jiā）工中心，主軸轉速可達15000r/min，並采用了“軸芯冷卻”方式和“軸（zhóu）承內壓潤滑”功能，保證主軸及其附屬軸承可以得到及時、有效地冷卻。

此外，主軸不僅可沿橫向的X軸、垂直方向（xiàng）的Y軸和前後方向的Z軸（zhóu）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，因此不僅可減（jiǎn）輕調整（zhěng）作業量，還可切削結構複雜的工件（jiàn），例如保險杠、儀表盤和汽車頭燈透鏡等。

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