1.巨大的尺寸和（hé）重（chóng）量

在加工大型模（mó）具時，如何應付其（qí）自（zì）身的巨大尺寸和重量是加工企業麵臨的一大挑戰。大型模具的加工往往需要大量的勞（láo）動力、專用設備和（hé）多次調試裝夾，而加工精度也受到多方麵潛在因素的（de）影響而不（bú）易保證。

2.購置成（chéng）本問題

加工生產各類（lèi）大型模具直接相關的（de）最大費用就（jiù）是機床的購置成本。能夠生產大型模具的機床（chuáng）是相（xiàng）當昂貴的，尤其是在複雜工（gōng）藝安排下，需要（yào）使用多台機床才能完成從模具粗（cū）加工（gōng）到精（jīng）加（jiā）工的全部工序。這樣的先（xiān）期（qī）高投入成本（běn）也是很多企業進入這（zhè）一市場的最大（dà）障礙。由此，我們可以看出，如果可以在一台合適的機（jī）床上實現大型模具的粗加工和精加工，甚至僅需（xū）一次調試裝夾，那（nà）麽很多問題（tí）將迎（yíng）刃而解，加工精（jīng）度也可以（yǐ）得到保證。

加工中（zhōng）心

1.鑄鐵床身結構，機（jī）床主軸（zhóu）具有散熱（rè）功能

鑄鐵材料具有很高的剛性和散熱特性（xìng），因而是製（zhì）造（zào）機（jī）床結構件最穩定的材料。對於（yú）銑削大型（xíng）零件用的（de）任何機床，首先需要具有非（fēi）常結實（shí）的鑄鐵結構，並裝備有具（jù）有散熱功能的主軸。

就機床的主軸而言，它必（bì）須采用內置冷卻技術，從軸（zhóu）承外麵來冷卻主軸，保證在長時間加工過程中，主軸本身不會（huì）被燒壞或（huò）不（bú）會因熱膨脹而造成精（jīng）度損（sǔn）失。這些因素是非常重要的，因為（wéi）大型模具的加（jiā）工需要消耗很長的時間，同時在重（chóng）切削條（tiáo）件下，這會增加模具的熱量和應力。所以，機床的結構部件必（bì）須具（jù）有良好的剛性和散（sàn）熱特性，這是加工出大型優質模具（jù）的前提。因此，必須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（chǎn）生的熱（rè）量。選擇合適的加工機床和刀具可以實現成本和周（zhōu）期的雙贏。

2.熱穩定技術

由於加工時間過長，環境溫度的影響也是必須要（yào）考慮的。例如，在普通（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生6℃的溫度變化，從而引起主軸角板平行度發生0.07mm的變化。因（yīn）此，機床的設計必須考慮到環境溫度的（de）效應，避免環境溫（wēn）度影響到加（jiā）工零件的精度。

3.速度（dù）

對於一台行程能夠快速移動的大型模具加工中心（xīn）來說，大（dà）型模具加工機床的主軸轉速（sù）應至少達到20000r/min，金屬的切削速度應滿足（zú）762～20000mm/min。

4.精（jīng）度

精度控製始終貫穿於模具加工的各個階段，如果需要在一台（tái）加工中心上實（shí）現對大型模具的粗（cū）加工和精加工，那麽必須嚴格控製機床的（de）定位精度（dù）和重複定位精度（dù）。大型模具專用的加工中心（xīn），一般其定位精度可以達到±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

對於高精度曲麵加工，機床自身的反饋分辨率（lǜ）對於檢測加工零件的精度是十分重要的。采用標準（zhǔn）的1μm反（fǎn）饋分辨率，通常所獲（huò）得的結果並（bìng）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（jǐ）乎（hū）沒有（yǒu）任（rèn）何（hé）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（kě）進（jìn）一步提升零件表（biǎo）麵的加工質量。

6.主軸

大型模具加工中心上使用的主軸必須達到進行粗加工、半精（jīng）加工和高質量精加工的要求，而且作為（wéi）一個參考標準（zhǔn），其能夠實現的表麵加工質量應該控製在2μm的（de）水平。通常，對於模具閉合麵和分型線部分的精加工十分重要，但（dàn）在傳統工藝下，許多模具製造商不得不采用手工（gōng）拋光的方式，以彌補刀（dāo）具加工（gōng）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（chuáng），顯（xiǎn）然是不（bú）切合實際的（de）。

此外，合理的主軸設計必須能夠（gòu）最大程度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、低溫升的狀態持續工作。例如，在大型模具加工中心上加工汽車儀（yí）表板模具時，如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具，加（jiā）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控製在0.336～3.2μm。由此可知，考慮到加工（gōng）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機床，不僅可以（yǐ）延長刀具使用壽命，而（ér）且可以大量節（jiē）約加工每付模具的刀具使用成本。

7.可移動的多軸加工頭

由於模（mó）具尺（chǐ）寸（cùn）和重量的限製，一般裝夾工件需要（yào）花費很長的時間。因此，采用3軸聯動（dòng）加工中心不僅減少了工件（jiàn）的調試裝夾次數，而且又不影響機床（chuáng）的加工精度，從（cóng）而使車間加工大型模具的（de）生產能力大大提高（gāo）。

可移動的多軸加工（gōng）頭可以用於加工結構特別（bié）複雜的大型模具，按（àn）可變（biàn）幾（jǐ）何形狀設計的（de）加工（gōng）頭（tóu）可允（yǔn）許3軸聯動加工，僅需一次裝夾工件，便可銑削加工型腔很深的模具（jù）和冷卻孔，以及切削加工許多（duō）其他幾何形狀複雜的部位。例如，當主軸以（yǐ）最佳的角度傾斜時，可提高（gāo）加工頭對銑削（xuē）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（duō）軸加工頭加工工件表麵時，采用的是刀具的半徑刀刃而不是刀具的刀尖，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（xiè），如果不能及時排除，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（miàn）的溫升。大型（xíng）模具加工中（zhōng）心的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（pái）除切（qiē）屑。機床上有4條內置鉸鏈式切屑傳（chuán）送帶，以很高的速度將切屑（xiè）排送到機床前麵。

9.高壓冷（lěng）卻液

在（zài）大型模具加工時，高壓冷卻液有著（zhe）非常重要的作用。例如，在采用2+3軸的加工方法鑽削斜（xié）孔時，需要壓力為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（zhǒng）高壓冷卻液，則在加工斜孔時，需要增添額外的機床，需要（yào）二次裝卡，降低（dī）加工精度，而且增加周期成本。根據以上分（fèn）析可以看出，實現（xiàn）對大型模具的簡單加工需要機床（chuáng）具有更多、更好（hǎo）的功（gōng）能。

牧野開發的新（xīn）型MCC2516VG3軸臥式加工中心，主軸轉（zhuǎn）速可達15000r/min，並采用了（le）“軸芯冷卻（què）”方式和“軸承內壓潤（rùn）滑”功能，保證主軸及其附（fù）屬軸承可以得到及（jí）時、有效地冷（lěng）卻。

此外，主軸不僅可沿（yán）橫向的X軸、垂直方（fāng）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（zhuǎn）動。由於具備2種分度功能，因此不僅可減輕調整作業量（liàng），還可切削結構複（fù）雜的工件，例如保險杠、儀表盤和（hé）汽（qì）車頭燈透鏡等。

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