1.巨大的尺寸和重量

在加工大型模具時，如何應（yīng）付其自身的巨大（dà）尺（chǐ）寸和重量是加工企業麵臨的一（yī）大挑戰。大型模具的加工往往需要大量的勞動力（lì）、專（zhuān）用設備和多次調試裝夾，而加（jiā）工（gōng）精（jīng）度也受到多方麵潛在（zài）因素的影響而不易保證。

2.購置成本問（wèn）題

加（jiā）工（gōng）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（shēng）產大型模具（jù）的機床（chuáng）是相當昂貴（guì）的，尤其是在複雜工藝安（ān）排下，需要使用多（duō）台機床才能完成從模具粗（cū）加工到精加工的（de）全部工序（xù）。這樣的先期高投入成本也（yě）是很多企業進入這一市場的最大（dà）障礙。由此，我們可（kě）以看出，如果可以在（zài）一台合適的（de）機床上（shàng）實現大型模具（jù）的粗加工和精加（jiā）工，甚至僅需一次調試裝夾，那麽很多問題（tí）將迎刃而解，加（jiā）工精度也可（kě）以得到保證。

加工中心

1.鑄鐵床身結（jié）構，機床主軸具有散熱功（gōng）能

鑄鐵材料具有很高的剛性和散熱特性，因而是（shì）製造（zào）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（jié）實的鑄鐵結（jié）構，並裝備有（yǒu）具有散熱功能的（de）主軸。

就機（jī）床（chuáng）的（de）主軸而言，它必須采用內置冷卻技術，從軸承外麵來（lái）冷卻主軸，保證在長時間加工過程中，主軸本身不會被燒壞或不會因熱膨脹而造成精度損失。這（zhè）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，同時在（zài）重切削條件下，這會增加模具的（de）熱量和（hé）應力（lì）。所以，機床的結構（gòu）部件必須具有良好的剛性和散熱特性，這是（shì）加工出大型優質模（mó）具的前提。因此，必須（xū）最大程度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（zé）合適的（de）加工機床和刀具可（kě）以實現成本和周期的雙贏。

2.熱穩（wěn）定（dìng）技術

由（yóu）於（yú）加工時間過長，環境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（jiǎo）板平行度發生0.07mm的變化。因（yīn）此，機床的設（shè）計必須考慮到環境（jìng）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（yī）台行程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少達到20000r/min，金屬的切削速度應滿足762～20000mm/min。

4.精度

精度控製始終貫穿於模具加工的各（gè）個（gè）階段，如果需要在一台加（jiā）工（gōng）中心上實現對大型模具的粗加工和精加工（gōng），那麽必須嚴格控製機床的定位精度和（hé）重（chóng）複定位精度。大（dà）型（xíng）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，其節距精度應保持在5μm之內。

5.反饋分辨率

對於高精度（dù）曲（qǔ）麵加（jiā）工，機床自身的（de）反（fǎn）饋分辨率對於檢測加工零件的精度（dù）是十分重要的。采用標準的1μm反（fǎn）饋分辨率（lǜ），通常所獲得（dé）的結果並不十分（fèn）理（lǐ）想。如果分辨率能夠（gòu）達到0.05μm，那麽其精（jīng）加工結果（guǒ）幾乎沒有任何瑕（xiá）疵。而且，通過對機床分辨率、標尺反饋和小節距滾珠（zhū）絲杠的控製可進一（yī）步提升零件表麵的加工質量。

6.主軸

大（dà）型（xíng）模具加工中心上使用的主軸必須達到進（jìn）行粗加工、半精加（jiā）工和高質量精加（jiā）工的要求，而且作為一個參考標準，其能夠實現的（de）表麵加工質量應該控製在2μm的水平。通常，對於模具閉合麵和分（fèn）型線部分的精加工十分重要，但在傳統工藝下，許多模具製造商不得不采用手工拋光的方式，以彌補刀具（jù）加工精度不（bú）足的（de）問題。因為，大（dà）型加工機床的（de）造價昂貴，如（rú）果為此項工序（xù）購置多功能機床，顯然是不切合實（shí）際的。

此外，合理的主軸設計必須能夠最大程度地（dì）延長刀具（jù）的使用壽命，使其能夠在加工（gōng）周期內以低振動、低溫升（shēng）的狀態持續（xù）工作。例如，在大型模具加工（gōng）中心上加工汽（qì）車儀表板模具時，如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具，加工速度可以達到8m/min，使用壽命超過30h，可以（yǐ）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（de）刀具（jù）成本增加，采用專門設計的大型模具加工機床，不僅可以延（yán）長（zhǎng）刀具使用壽命，而且可（kě）以（yǐ）大量節約加工每付（fù）模具的刀具使用成本。

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，采用3軸聯動加工中心（xīn）不僅減（jiǎn）少了工件的調試裝夾次數，而且又不影響機床的加工精（jīng）度，從而（ér）使車間加（jiā）工大型（xíng）模具的生（shēng）產能（néng）力大大（dà）提高。

可移（yí）動的多軸加工頭可以用於加工結構特別（bié）複雜的大型模具，按可變幾何（hé）形狀設計（jì）的加工頭可允許3軸聯（lián）動加（jiā）工，僅需一次裝夾工件，便可銑削（xuē）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（fù）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接近程度，這（zhè）樣（yàng）便可實（shí）現（xiàn）利（lì）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（jiā）工工件表麵時，采用的是刀具的半徑刀刃而不是刀具的刀（dāo）尖，因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切屑，如果不能及時排除，必然會導致二次切削，以（yǐ）及造成（chéng）機床結構部件或者工件（jiàn）表麵的溫升。大型模具（jù）加工中心的工（gōng）作台（tái）下麵通常具有18個（gè）排屑孔，不管工作台移動到什麽（me）位置，都能夠可靠地排除切屑。機床上有4條（tiáo）內置鉸鏈式切屑傳送帶，以（yǐ）很高的速度將切屑排送（sòng）到機床前麵（miàn）。

9.高壓冷卻液

在大型模具（jù）加（jiā）工時，高壓冷卻液有著非常重要的作用（yòng）。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（yè）才能有效地排除切屑，並達到（dào）更高（gāo）精度的切削。而如果（guǒ）沒有這種高壓冷卻液，則在加工斜（xié）孔時，需要（yào）增添額外的機床，需要二次裝卡，降低加工精度，而且（qiě）增加周（zhōu）期成本。根據以上分析可以看出，實（shí）現對大（dà）型模具的簡單加工需（xū）要機床具有更多、更好（hǎo）的功能。

牧野開發的（de）新型MCC2516VG3軸臥式加工中心，主軸轉速可達15000r/min，並采用了“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（zhóu）承可以得到及時、有效地冷卻。

此外，主軸不僅可（kě）沿橫向的X軸、垂直方向的（de）Y軸和前後方向的Z軸方向運動（dòng），還可配合A軸和C軸轉動。由於具備2種分度功能（néng），因此不僅可減輕調整作（zuò）業量，還可切（qiē）削結構複雜的工件，例如保險杠、儀表盤和汽（qì）車（chē）頭燈透鏡等。

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