1.巨大的尺寸和重量

在（zài）加（jiā）工大型模具（jù）時，如何應付其自身的巨大（dà）尺寸和重量是（shì）加（jiā）工企業麵臨的一大挑戰（zhàn）。大型模具的加工往往需要大量的勞（láo）動力、專用設（shè）備和多次調試裝夾，而加（jiā）工精度也受到多方麵潛在因素的（de）影響而（ér）不易（yì）保證。

2.購置成（chéng）本問題（tí）

加工生產各類大型模具直接相（xiàng）關的（de）最（zuì）大費用就是機床（chuáng）的購置成本。能夠生產大型模具的（de）機床是相當（dāng）昂（áng）貴的，尤（yóu）其是在複雜工藝安（ān）排（pái）下（xià），需要使（shǐ）用多台機床才能（néng）完成從模具粗（cū）加工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（yī）市場的（de）最大障礙。由此，我們可以看出，如果（guǒ）可以在一台合適的（de）機床上實現大型模具的粗加工（gōng）和精加工（gōng），甚至（zhì）僅需一次調（diào）試裝（zhuāng）夾，那麽（me）很多問題將迎刃而解，加工精度也可以得到保證。

加工中心

1.鑄（zhù）鐵床身結構，機床主軸具有散熱功能

鑄鐵材（cái）料具有（yǒu）很高的剛（gāng）性和散熱特（tè）性，因而是製造機床結構件最穩定的材料。對於銑削大型零件用的任何機床，首先需要具有非常結實的鑄鐵結構，並裝備有具有散熱功（gōng）能的主軸（zhóu）。

就機床的主軸而言，它必（bì）須采用內置冷卻技術，從軸承外（wài）麵來（lái）冷卻主軸（zhóu），保證在長時間加工過程中，主軸本身（shēn）不會被燒壞或不會因熱膨脹而造成精度損失。這些因素是非常重要的，因為大型模具的加工（gōng）需要消耗很長的時間，同時在重切削條件下，這會增加模具的熱量和應力。所以，機床的結構（gòu）部件必須（xū）具有良好的剛性和散熱特性，這是（shì）加工（gōng）出大型優質模具的前提。因此（cǐ），必須最大程度地（dì）限製加（jiā）工（gōng）過程中機床的振動，並快速擴散加工過程中產生的熱量（liàng）。選擇合適的加工機床和（hé）刀具可以實現成（chéng）本和周期（qī）的雙贏。

2.熱穩定技術

由於加工時間過長，環境溫度的影響也是必（bì）須要考慮的。例如，在（zài）普通（tōng）機床上加工大型模具，當環境溫度變化10℃時，將會導致機床立柱發（fā）生6℃的溫度變化，從（cóng）而（ér）引起主軸角板平行度發生0.07mm的變化（huà）。因此，機床的設計必須考慮到環境溫度的（de）效應，避免環境溫度（dù）影響到加（jiā）工零（líng）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工中心來說，大型模（mó）具加工機床（chuáng）的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（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（zhōng）心上實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到±1.5μm，重複定位精度應達到（dào）±1μm。同時，其節距精度應保持（chí）在5μm之內。

5.反饋分辨率

對於高精度曲麵加工，機床自身的（de）反饋分辨（biàn）率對於檢測加工（gōng）零件的精度是十分重要的。采用標準的（de）1μm反（fǎn）饋分辨率，通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（qí）精加工結果幾乎沒有任何瑕疵。而且，通過對機（jī）床分辨率、標尺反饋和小節距滾（gǔn）珠絲杠（gàng）的控製可進一步提升（shēng）零件表麵的加工質量。

6.主軸

大型（xíng）模具加工（gōng）中心上使用的主軸必須達到進行粗加工、半精加（jiā）工和高質（zhì）量精加工的要求，而且作為一個參考標準，其能夠實現的表麵（miàn）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，但在傳統工藝下，許多模具製（zhì）造商不得不采用手工拋光的方式（shì），以彌補刀具加工精度不足的問題。因為，大型加工機床的造價（jià）昂貴，如果為此項工序購（gòu）置多功能機床，顯然是（shì）不切合實際（jì）的。

此外，合理的主軸設計必須能夠最大程度地延長刀具的使用壽命（mìng），使其（qí）能夠在（zài）加工周期內以低振動（dòng）、低溫升的（de）狀態持續（xù）工作。例如，在大（dà）型模具加工中心上加工汽車儀表板模具時，如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具，加工（gōng）速度可以達到8m/min，使用壽命超過30h，可以將加工表（biǎo）麵質量控製在0.336～3.2μm。由此可（kě）知，考慮到加工大型模具時的（de）刀具成本增加，采用專門（mén）設計的大型模具加工（gōng）機床，不僅可以延長刀（dāo）具使用壽命，而且可以（yǐ）大量節約加工每付模具的（de）刀具使用成本。

7.可移動的多軸加工頭

由於模具尺寸和重量的限製，一般裝夾工件需要花費很長的時間。因此，采（cǎi）用（yòng）3軸聯動加工中心不僅減少了工件的調試裝夾次數，而（ér）且（qiě）又不影響（xiǎng）機床的加工精度，從而使車間加工大型模具（jù）的生產能力大大提（tí）高。

可移動的多（duō）軸加工頭可（kě）以用於加工結構特別複雜的大（dà）型模具（jù），按可變（biàn）幾何（hé）形狀設計的加工頭（tóu）可允許3軸聯動（dòng）加工（gōng），僅需一次裝夾工件，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他幾何形狀複雜（zá）的部位。例如，當主軸以最佳的角度傾斜時，可提高加工頭對銑（xǐ）削加（jiā）工點的（de）接近程度（dù），這樣便可實現利用多軸加工頭完成對斜孔的加工。

此外，由（yóu）於多軸（zhóu）加（jiā）工（gōng）頭加工工件表麵（miàn）時，采用的是刀具的半徑刀刃而不是（shì）刀具的刀（dāo）尖，因此（cǐ）可（kě）提（tí）高表麵粗糙度。

8.切屑管理

金屬切削加工時會產生大量的切（qiē）屑，如果不能及時（shí）排除，必然會導致二次（cì）切削，以及造成機床結構部件或者工件表麵的溫升。大型模（mó）具加（jiā）工中心的（de）工（gōng）作台下麵通常具有（yǒu）18個排屑孔，不管工作台移（yí）動到什麽位置，都（dōu）能夠可靠地排除切屑。機床上有4條內置鉸鏈式切屑傳送帶，以（yǐ）很高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）的冷卻液才能有效地排除（chú）切（qiē）屑，並達到更高精度的切削。而如果沒有這種（zhǒng）高壓冷卻（què）液，則在加（jiā）工斜孔時，需要增添（tiān）額外的機床，需要二（èr）次裝卡，降低加工精度（dù），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需要機床具有更多、更好的功能。

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

此外，主軸不僅（jǐn）可沿橫向的X軸、垂直方（fāng）向的Y軸和前（qián）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（bú）僅可減輕調整作業量，還可切削結構複雜的工件，例如保險杠（gàng）、儀表盤（pán）和（hé）汽車頭燈透鏡等。

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