1.巨大的尺寸和重量

在加工（gōng）大型模（mó）具時，如何應付（fù）其自身的巨大尺寸和重（chóng）量是加工企業麵臨的一大挑戰。大型模（mó）具的加（jiā）工往往需要大量（liàng）的勞動力、專用設備和（hé）多次調試（shì）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

加工生產各類大（dà）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昂貴（guì）的，尤其是在複雜工藝安排下，需要使用多台機床才能完成從模具粗加工到精加工的全部工序。這樣的先期高投入成本（běn）也是很（hěn）多企（qǐ）業進入這（zhè）一（yī）市場的最大障礙。由此，我們（men）可以看出，如果可以在一台合適的機床上實現大型模具的粗加工和（hé）精加工，甚至僅（jǐn）需一次調試裝夾，那麽很多問題將迎刃而解，加工精度也可（kě）以得到保證。

加工中心

1.鑄鐵床（chuáng）身（shēn）結構，機床主（zhǔ）軸具有散熱功能

鑄鐵材料具有很高的剛性和散熱特性，因而是（shì）製造機（jī）床結構（gòu）件最穩定的材料。對於銑削大型零件（jiàn）用的任何機床，首先需要具有非常結實（shí）的鑄鐵結構，並裝（zhuāng）備有具有（yǒu）散熱功（gōng）能的主軸。

就機床的主軸而（ér）言，它必須（xū）采用（yòng）內置冷卻技術，從軸承外麵來冷卻主軸（zhóu），保證在長（zhǎng）時間加工過程中，主軸本身不會（huì）被（bèi）燒（shāo）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需要消耗很長的時（shí）間，同時在重切削條件下，這會增加模具的熱量和應力（lì）。所以，機床的結構部件必須具有良好的剛性和散熱特性，這是加工出大型優質模具（jù）的前提。因此，必須最（zuì）大程度地限（xiàn）製加工過程中機床（chuáng）的振（zhèn）動，並快速擴散加工過程中產生的熱量。選（xuǎn）擇合適的加工機（jī）床和刀具可以實現成本和周期的雙贏。

2.熱穩定（dìng）技（jì）術

由於加工時間過長（zhǎng），環境溫（wēn）度的影響（xiǎng）也是必須要考慮的。例（lì）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（zhì）機床立柱（zhù）發生6℃的溫度變化，從而引起主軸角板（bǎn）平行度發生（shēng）0.07mm的（de）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（dà）型（xíng）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（qiē）削速（sù）度應滿足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，如果需要在一台（tái）加工中心上實現對大型模具的粗加工和精（jīng）加工，那麽必須（xū）嚴格控製機床的定（dìng）位精度（dù）和重複定位（wèi）精度。大型模具專（zhuān）用的加工（gōng）中心，一般其定位精度可以（yǐ）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（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。采（cǎi）用標準的1μm反（fǎn）饋分辨率，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，那麽其精加工結果幾乎沒有任何瑕疵。而（ér）且，通過對機床分辨率、標（biāo）尺反饋和小節距滾珠絲杠的控（kòng）製可進一步提升零件（jiàn）表麵的加工質量。

6.主軸

大型模具（jù）加工中心上使用的主軸必須達到進行粗加工（gōng）、半精加工和高質量精加工的要求，而且作為（wéi）一個參考標準，其能（néng）夠實現的（de）表麵加工質量應該控製在2μm的（de）水平。通常，對（duì）於模具閉合麵和分型線（xiàn）部分（fèn）的精加工十分重要，但在傳統工藝下，許（xǔ）多（duō）模具製造商不得不采用手工（gōng）拋光（guāng）的方式，以彌補刀具加工精度（dù）不足的問題。因為，大型加工機（jī）床的造價昂貴，如果為此項工序（xù）購置多功能機床，顯然是不切（qiē）合實際的。

此外（wài），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，使其能夠在加工周期內以低振動、低溫升的狀態持續工作。例如，在大型（xíng）模具加工中（zhōng）心上加工汽車儀表板（bǎn）模具時，如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具（jù），加工速度可以達到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（dào）加工大型模具時的刀具成本增加，采用專門設（shè）計的（de）大型模具（jù）加工機床，不僅可以延（yán）長刀具使用壽命（mìng），而且可以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（jiá）工件需要花費很長的時（shí）間。因此，采用3軸聯動加工中心不僅減少了（le）工件的調試（shì）裝夾次數，而且又不影響機床的加工精度，從（cóng）而使車間加工大型（xíng）模具的生產能力大大提高。

可移動的多軸加工頭可以（yǐ）用於加工結構特（tè）別（bié）複雜的大型模具，按可變幾何形狀設（shè）計的加工頭（tóu）可允許3軸聯動加工，僅需一次裝夾工件，便（biàn）可銑削加工型腔很深的模具和（hé）冷卻孔，以（yǐ）及切削加工許多其他幾何形狀複（fù）雜的部位。例如，當主軸以最佳的角度傾斜（xié）時，可提（tí）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（wán）成對斜孔的加（jiā）工。

此外，由於多軸加工頭加工工件表麵時，采用的是刀具的半徑刀刃（rèn）而不是刀具的刀尖，因（yīn）此可提高表麵粗糙（cāo）度。

8.切屑管理

金屬切削（xuē）加（jiā）工時會產生大量的切屑，如果（guǒ）不能及時排除，必然會導（dǎo）致二（èr）次切削，以及造成機床結（jié）構部（bù）件或者工件表麵的溫（wēn）升（shēng）。大（dà）型（xíng）模具加（jiā）工中（zhōng）心的工作台下麵通常具有（yǒu）18個排屑孔（kǒng），不（bú）管（guǎn）工作台移動（dòng）到什麽位（wèi）置，都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（gōng）時，高壓冷卻液有（yǒu）著非常重（chóng）要的作用。例如，在采用（yòng）2+3軸的加工方法鑽削斜孔時，需要壓（yā）力為1000psi（1psi=6890Pa）的冷卻液才（cái）能有效地排除切屑，並達到更（gèng）高精（jīng）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，需要二次裝卡，降低加工精度，而且增加周期成本。根據（jù）以（yǐ）上分（fèn）析可以看出，實現（xiàn）對大型模具的簡單加（jiā）工需（xū）要機床具有更多、更好的功能。

牧野開發的新（xīn）型MCC2516VG3軸臥式加工（gōng）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，保證主軸及其附屬軸承可以得到及時、有效地冷（lěng）卻。

此外，主軸不僅可沿橫向的X軸（zhóu）、垂直方向的Y軸和前後方向的（de）Z軸方向運動，還可配合A軸（zhóu）和C軸轉動。由於具備2種分度功能，因此不僅可減輕調（diào）整作業量，還（hái）可切削結構複雜的工件，例（lì）如（rú）保險杠、儀表盤和汽車頭燈（dēng）透鏡等。

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