1.巨大的尺寸和重量

在加工大型模具時，如何應付其自身的巨大尺寸和重量是加（jiā）工企業麵臨的一大挑戰。大型模具的加（jiā）工往（wǎng）往需要大量的勞動力、專用設備和多次（cì）調（diào）試裝夾，而（ér）加工精度也受到多方麵潛在（zài）因素的影響而不易保證。

2.購置成本問題

加工生產各類大型模具直接相關的最大費用就是機床的購（gòu）置成本。能夠生產大型模具（jù）的機床（chuáng）是相當昂貴的，尤其是在複雜工藝安排下（xià），需要使用多（duō）台機床才能完成從模具粗加工到（dào）精加（jiā）工的全部工序。這樣的先期高投（tóu）入成（chéng）本（běn）也是很多企業進入這一（yī）市場的（de）最（zuì）大障礙。由此，我們可以看出，如果可以在一台合適的機床上實現大型模具的粗加工（gōng）和精加工，甚至僅需一次調試裝夾，那麽很多（duō）問題將迎刃而解，加工精度也可以得到保證。

加工中（zhōng）心

1.鑄鐵床（chuáng）身結構，機床主軸具有（yǒu）散熱功能

鑄鐵材料具有很高的剛性（xìng）和散熱特性，因而是製造機床結構件（jiàn）最（zuì）穩定的材料。對（duì）於銑削大型零件用的任何機床，首先（xiān）需要具有非（fēi）常結實的鑄鐵（tiě）結（jié）構，並裝備有具有散熱功能的主軸。

就機床的主軸而言，它必須采用內置冷卻技術，從軸承外麵（miàn）來冷卻主軸，保證在長時間加工過程中，主軸本身不會被（bèi）燒壞（huài）或（huò）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（jù）的加工需要消耗很長的（de）時間（jiān），同時在（zài）重切削條件下，這會增加模具的熱量和應力。所以，機床的結構部件必須具有良好的剛性（xìng）和散熱特性，這是加（jiā）工出大型優質模具的（de）前提。因此，必須最大程度地限製加工過程（chéng）中機床的振動（dòng），並快速擴散加工過程中產生的熱（rè）量。選擇合適的（de）加工機床（chuáng）和（hé）刀具可以實現（xiàn）成本和周期的雙贏。

2.熱穩（wěn）定技術（shù）

由於加（jiā）工時間過長，環境溫度的影響也是（shì）必須要考慮的。例如，在（zài）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（zhù）發生6℃的溫（wēn）度變化，從而引起主軸角板平行度發生0.07mm的變化。因此，機床的設計必須考慮到環境溫度的效應，避免環境溫（wēn）度影響（xiǎng）到加工零件的精度。

3.速度

對於一台（tái）行程能夠快速移動的大型模具加工中心來說，大型（xíng）模具加工機床的（de）主軸轉速應至少達到20000r/min，金（jīn）屬（shǔ）的切削速度應滿足762～20000mm/min。

4.精度

精度控製始終（zhōng）貫穿於模具加工（gōng）的各個階段，如果需（xū）要在一台加工（gōng）中心上實現（xiàn）對（duì）大（dà）型模具的粗加工和精加工，那麽（me）必須嚴格控製機床的定位精度和重複定位精度。大（dà）型模具專用的加工中心，一般其定位精度（dù）可以達到±1.5μm，重複定位精度應達到±1μm。同時，其節距精度（dù）應保持在5μm之內。

5.反饋分辨（biàn）率（lǜ）

對於高精（jīng）度曲（qǔ）麵加工，機床自身的反饋分辨率對於檢測加工零件的精度是十分重要（yào）的。采用標準的1μm反饋分辨率，通常所獲得的結果並不十分（fèn）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（rèn）何瑕疵。而且，通過對機（jī）床分辨率、標尺反饋和小節距滾珠絲杠的控製可進一步提升零件表（biǎo）麵的加工質（zhì）量。

6.主軸

大型（xíng）模具加工中心上使用的主軸必須達到進行粗加工、半精加工和高質量精加工的要求，而且作為一（yī）個參考標準，其能（néng）夠實現的表麵加工質量應該控製在2μm的水平。通（tōng）常，對於模具閉合麵（miàn）和分型線部分的（de）精加工十分（fèn）重要，但在（zài）傳統工藝下，許多模具製造商不得不（bú）采用手工拋光的方式，以彌補刀具加工精度不足的問題。因（yīn）為，大型加（jiā）工（gōng）機床的（de）造價昂貴，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，合理的主軸設計必（bì）須能夠最大（dà）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（dāo）具，加工速度可（kě）以達到8m/min，使用壽命超過（guò）30h，可以將加工表（biǎo）麵質量控製在0.336～3.2μm。由此可知，考慮到加（jiā）工大（dà）型模具（jù）時的刀具成本（běn）增加（jiā），采用專門設計的大型模具加（jiā）工機床，不僅可以延長刀具使用壽命，而且可以（yǐ）大量節約加工每付模具的刀具（jù）使用成本。

7.可移（yí）動的多軸加工頭

由（yóu）於模具尺寸和重量的（de）限製，一般裝夾工件需（xū）要花（huā）費很長的時間。因此，采用3軸（zhóu）聯動加工中心不僅減少了工件（jiàn）的調試裝夾次數，而且又不影響機床的加工（gōng）精度，從而使車（chē）間加工大型模具的生產能力大大提高。

可移動的多軸加工頭可以用於加工（gōng）結構特（tè）別複（fù）雜的大型（xíng）模具，按（àn）可變幾何形狀設計的加（jiā）工頭（tóu）可允許3軸聯動加工，僅需（xū）一次裝夾工件（jiàn），便（biàn）可銑削加工型腔（qiāng）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的部位。例如，當（dāng）主軸以最佳的角度傾斜時，可提高加工頭對（duì）銑削加工點的接近程度，這樣便可實現利用（yòng）多軸加工頭完成對斜孔（kǒng）的加工。

此外，由於多軸加工頭加工工件表麵時（shí），采（cǎi）用的是刀具的半徑刀刃而不是刀具（jù）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，如果不能及時排除，必然（rán）會導致二次切削，以（yǐ）及造成機床結構部件或（huò）者工件表麵的溫升。大型模具加工中心的工作台下麵通常（cháng）具有18個排屑孔，不管工作台移動到什麽位置，都能夠可靠地排除切屑。機床上有4條內置鉸（jiǎo）鏈式切屑傳（chuán）送帶，以很（hěn）高的速度將切屑排送到機（jī）床（chuáng）前麵。

9.高壓冷卻液（yè）

在大型模具加工時（shí），高壓冷卻液有著非常重（chóng）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）的冷卻液才能有效地排除切屑，並（bìng）達到更高精度的（de）切削。而（ér）如（rú）果沒有這種高壓冷卻液，則在加工斜孔時，需要增添額外的機（jī）床，需要二次裝卡，降低加工精度，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（yǒu）更多、更好的功能。

牧野開發的新型MCC2516VG3軸臥式加工中心，主軸轉（zhuǎn）速可達15000r/min，並采用了“軸（zhóu）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、有效地冷卻（què）。

此外，主軸不僅可沿橫向的X軸、垂直方向的Y軸和前後（hòu）方向（xiàng）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，因此不僅可減輕調整作業（yè）量，還可切削結構複雜的工件，例如（rú）保險杠、儀（yí）表盤和汽車頭燈透（tòu）鏡等。

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