1.巨大的尺（chǐ）寸和重量

在加工大型（xíng）模具時，如何應付其自身的巨大尺寸和重（chóng）量是加工企業麵（miàn）臨的一大挑戰（zhàn）。大型模具的加工往往（wǎng）需要大量的勞動力、專用設備和多次調試裝夾，而加工精度也受到多方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（gè）類大型模具直接相關的最大費用就是機床（chuáng）的（de）購置成本。能夠生產大型模具的機床是相當昂貴的，尤（yóu）其（qí）是在複雜工（gōng）藝安排下，需要使用多台（tái）機床才能完成從模具（jù）粗加工到精加工的全部工（gōng）序。這樣的先期高投（tóu）入成本也是很多企業進入這一市場的最大障（zhàng）礙。由此，我們（men）可以看出，如果可以在（zài）一台合適（shì）的機床上實現大型模具的粗加工和精加工（gōng），甚至僅需一次調試裝夾，那麽很多問（wèn）題將迎刃而解，加工精（jīng）度也可以得到保證。

加工（gōng）中心

1.鑄鐵床身結構，機床（chuáng）主軸具有散熱功能

鑄（zhù）鐵材料（liào）具有很高的剛性和散熱（rè）特性，因而是製造（zào）機床結構（gòu）件（jiàn）最穩定的（de）材料。對於（yú）銑削大型零件用（yòng）的任何機床，首先需（xū）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。

就機床的主（zhǔ）軸而言，它必須采（cǎi）用內（nèi）置冷卻技術，從軸承外麵來冷卻主軸，保證在長時（shí）間（jiān）加工過程中，主軸本身不（bú）會被燒（shāo）壞（huài）或不會（huì）因熱膨脹而造成精度損失。這些因素是非常重要的，因為（wéi）大型模具的加工需要消（xiāo）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（yīng）力。所以，機床的結構（gòu）部件必須具有良（liáng）好的剛性（xìng）和散熱特性，這是加工出大型優質模具的前提。因此（cǐ），必須最大程度地限製加工過（guò）程中機床的振動，並快速擴散加工過程中產生的熱量。選擇合適的加（jiā）工機床和刀具（jù）可以實現成本和周期的雙贏。

2.熱穩定（dìng）技術

由於加工時間過長（zhǎng），環境溫度的影響也是必須要考慮的。例如，在普通機（jī）床上加工大型模（mó）具，當環境溫度變化10℃時，將會導致機床立柱發生6℃的溫度變化，從而引起主軸角板平行度發（fā）生0.07mm的變化。因此，機床的設計必須（xū）考慮到環境溫度的效應，避免環境溫度影（yǐng）響（xiǎng）到加工零件的精（jīng）度。

3.速度

對於一台行程（chéng）能夠快速移動的大型模具加工中心來說，大型模具加工機床的主軸轉速應至（zhì）少達到20000r/min，金屬的切削速度應滿（mǎn）足762～20000mm/min。

4.精度（dù）

精度控製始終貫穿於模具加工的各個階段（duàn），如果（guǒ）需要在一台加工中心上實現對大型模具（jù）的粗加工和精加工，那（nà）麽必須嚴格控製（zhì）機床的定位精度和重複定位精（jīng）度（dù）。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（dìng）位精度應達到±1μm。同時，其節距精度應保持在5μm之內（nèi）。

5.反饋分辨率

對於（yú）高精（jīng）度曲麵加工，機床自身的反饋分辨率對於檢測加工零（líng）件的精度是十分重要的（de）。采用標準的1μm反饋分辨率，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，那麽其精加工結果幾乎沒有任何瑕疵。而且，通（tōng）過對機床分辨率、標尺反饋和小節距滾珠絲（sī）杠（gàng）的控製可進一步（bù）提升零件表麵的加工質量。

6.主軸

大型模具加（jiā）工中（zhōng）心上使用的主軸必須達到進行粗加工、半精加工（gōng）和高質量精加工的要（yào）求，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（zhì）在2μm的水平（píng）。通常，對於模具閉合麵和分（fèn）型線部分的精加工十分重要，但（dàn）在（zài）傳統工藝下，許多模具製造商（shāng）不得不采用手工拋（pāo）光的方式，以彌補刀具加（jiā）工精度不足的問題。因為，大型（xíng）加工機床的造（zào）價昂貴，如果為此項工序購置多功能機床，顯然是不切合實際的。

此外，合理的（de）主軸設計必須能夠最大程度（dù）地延長刀具的使用壽命，使其能夠在加工周期（qī）內以低振動、低溫升的（de）狀態持續工作（zuò）。例（lì）如，在大型模具加工中心上（shàng）加工汽車儀表板模具時，如采用16mmCBN鑲（xiāng）刀片精（jīng）加（jiā）工刀具，加工速（sù）度可以達（dá）到（dào）8m/min，使用壽命（mìng）超過30h，可以將加工表麵質量控製在0.336～3.2μm。由此可知，考慮到加工大型模具時的刀（dāo）具成本增加，采用專門設（shè）計的大型模具加工機床，不僅可以（yǐ）延長刀具使用壽命，而且（qiě）可以大量節約加工每付模具的刀具使用（yòng）成（chéng）本。

7.可（kě）移動的（de）多（duō）軸（zhóu）加工頭

由於模具尺（chǐ）寸和重量的限製，一般裝夾工件需要花費很長的時間。因此，采用3軸聯動加工中心（xīn）不僅減少了工（gōng）件的調試裝夾次數，而且（qiě）又不影響機床的加工精度，從而使車間加工（gōng）大型模具的生（shēng）產能力大大提高。

可移動的多軸加工（gōng）頭可以用於加工結構特別複雜的大型模具，按可變幾（jǐ）何形狀設計的加工（gōng）頭可允許3軸聯動加工，僅需一次裝（zhuāng）夾（jiá）工件，便可銑削加工型（xíng）腔很深（shēn）的模具和冷卻孔，以及切削加工許多其他幾何形（xíng）狀複雜的部位。例如，當主軸以最佳的角度傾斜時，可提高加工頭對銑削加工點的（de）接近程度，這（zhè）樣便可實現利（lì）用多軸加工頭完成對斜孔的加工。

此外，由於多軸加工（gōng）頭加工工（gōng）件表麵時，采用的是（shì）刀具的半徑刀刃而不是刀具的刀（dāo）尖，因（yīn）此可提高表麵粗糙度。

8.切屑管理

金屬切削加工時會產生大量的（de）切（qiē）屑，如果不（bú）能及時排除，必（bì）然會導（dǎo）致二次切削，以及造成機床結構部件或者工件表麵（miàn）的溫升。大型（xíng）模具加工中心的工作台下（xià）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（kě）靠地排除切屑。機床上有4條內置（zhì）鉸鏈式切屑傳送帶，以很（hěn）高的速（sù）度將切屑排送到（dào）機床（chuáng）前（qián）麵。

9.高壓冷卻（què）液（yè）

在大型模具加工時，高壓冷卻液有著（zhe）非常重要的作用。例如，在采（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（lěng）卻液才能有效地排除切屑（xiè），並達到更高精度的切削。而如果沒有這種高壓冷卻液，則在加工斜（xié）孔時，需要增添額外的機床，需要（yào）二次裝卡，降低加工精度，而且增加周期成本。根據以上分析可以看出，實現對大型模（mó）具的簡單加工需要機床具有更多、更好（hǎo）的功能。

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

此外，主軸（zhóu）不僅可沿橫向的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（bú）僅可（kě）減輕（qīng）調整作業量，還可切削結構複雜的工件，例如保險杠、儀表盤和汽（qì）車頭燈透鏡等。

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