1.巨大的（de）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（liàng）是加工企（qǐ）業麵（miàn）臨的一大挑戰。大型模具的加工往往需要大量的勞動力、專用設備和多次調試裝夾，而加工精度也受到多方麵（miàn）潛在因素的影響而不易保證。

2.購置（zhì）成本問題

加工生產各類大型模具直接相關的最大費（fèi）用就是機床的購置成本。能夠生產大型模（mó）具的機床是相當昂貴的，尤其是在複雜工藝安排下，需要使用多台機床才能完成（chéng）從模具粗加工到精加工的全（quán）部工序。這樣的先期高投入成本也是（shì）很多（duō）企業進入這一市場的最大障礙。由此，我（wǒ）們可以看出，如果可以（yǐ）在一台合（hé）適的機（jī）床上實現（xiàn）大型模（mó）具的粗加工和精加工，甚至僅需一次調試裝夾，那麽很多問題將迎刃而解，加工精度也（yě）可以得到保證（zhèng）。

加工中心

1.鑄鐵床身（shēn）結構（gòu），機（jī）床主軸（zhóu）具有散熱功能（néng）

鑄（zhù）鐵材料具有很高的剛性和散熱特（tè）性，因（yīn）而是（shì）製（zhì）造機床結構件最穩定的材料。對於銑削（xuē）大型零件用的任何機（jī）床，首先需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（jī）床的主軸而言，它必須采用內置冷卻技術，從（cóng）軸承（chéng）外麵來冷卻主軸，保證在長時間加工過（guò）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。這些（xiē）因素（sù）是非常重要的，因為大型模具的加工（gōng）需要消（xiāo）耗很長的（de）時（shí）間，同（tóng）時在重切削條件下，這會增加模具的熱（rè）量和應力（lì）。所以，機床的結構部件必須具有良好（hǎo）的剛性和散熱特性，這是加工出大型優質模具的前提。因此（cǐ），必（bì）須最大程度地限製加工過程中機（jī）床的振動（dòng），並快速（sù）擴散加工過程中產生的熱量。選擇合適（shì）的加工機床和刀具可以實現成本和周期的雙贏。

2.熱（rè）穩定技術

由於加（jiā）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（chuáng）上加工（gōng）大型模（mó）具，當環境溫度變化10℃時，將（jiāng）會（huì）導致機床（chuáng）立柱發生6℃的溫度變（biàn）化，從（cóng）而引起主軸角板平行度發生0.07mm的變化。因此，機（jī）床的（de）設計必須考慮到環境溫度的（de）效應，避免環境溫度（dù）影響到加（jiā）工零件（jiàn）的精度。

3.速度

對於一台行程能夠快速移動的（de）大型模具加工中心來說，大型模具加工機床的（de）主軸轉速應至少達到20000r/min，金屬的切（qiē）削速度應（yīng）滿足762～20000mm/min。

4.精度

精度控製（zhì）始終貫（guàn）穿於（yú）模具加工的各個階段，如果需要在一台加工中心上實現對大型模具的粗加（jiā）工和精加（jiā）工，那麽必（bì）須嚴格控製機（jī）床的定位精度和重（chóng）複定位精度。大型模具（jù）專用的（de）加工中心（xīn），一般（bān）其定位精度可以達到（dào）±1.5μm，重複定（dìng）位（wèi）精（jīng）度應達到±1μm。同時，其（qí）節距精度應（yīng）保持在（zài）5μm之內（nèi）。

5.反（fǎn）饋分辨率

對於高精度曲麵加工，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的（de）。采用標準的1μm反饋分辨率，通常所獲得的結果並不（bú）十分理想。如果分辨率能夠達到（dào）0.05μm，那麽其（qí）精加工結（jié）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杠的控製（zhì）可進一（yī）步提升零件表麵的加工質量。

6.主軸

大型（xíng）模具加工中（zhōng）心上使用（yòng）的主軸必須達到進行粗加工、半精加工和（hé）高質量精加工的要求，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在2μm的水平。通常，對於模（mó）具閉合麵和分型線部分的精加工十分重要，但在（zài）傳統工藝下，許多模具製造商不（bú）得不采用手工拋光的（de）方（fāng）式，以彌補刀具加工精度不足的問題。因（yīn）為，大（dà）型加工機（jī）床的造價昂貴，如果為此項工序購置多功能（néng）機（jī）床，顯然是不切合實際的。

此外，合（hé）理的主軸設計必須能夠（gòu）最大程度地（dì）延長（zhǎng）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（de）狀態持續工作。例如，在大型模具加工中（zhōng）心上加工汽車儀表板模具時，如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具，加工速度可以達到8m/min，使（shǐ）用壽命（mìng）超過30h，可（kě）以將加工表麵質量控製在（zài）0.336～3.2μm。由此可知，考慮到加工大型模具時的刀具成本增加（jiā），采用專門設（shè）計的大型（xíng）模具加工機床，不僅可以延（yán）長刀具（jù）使用壽命，而且可以大量節約加工每付（fù）模（mó）具（jù）的刀具使（shǐ）用成本。

7.可移動的多軸加工頭

由於模具尺寸和（hé）重（chóng）量的限製，一（yī）般裝夾工件需要花費很長（zhǎng）的時間。因此，采用3軸聯動加工中心（xīn）不僅（jǐn）減少了（le）工件的調試裝夾次數，而且又不影響機床的加工精度，從（cóng）而使車間（jiān）加工大型模具的生產（chǎn）能力大大提（tí）高。

可移動的多軸（zhóu）加工頭可以（yǐ）用於加工（gōng）結構特別複雜的大型模具，按可變幾何形狀設計的加工頭可允（yǔn）許3軸聯動加工，僅需一次裝夾工件（jiàn），便可銑（xǐ）削加工型腔很（hěn）深的模具和冷（lěng）卻孔，以及切（qiē）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（dù）傾斜時，可提（tí）高加工頭對銑削加工點的接近程度，這樣便可實現利（lì）用多軸加（jiā）工頭完成對斜孔（kǒng）的加工。

此外，由於多軸加（jiā）工頭加（jiā）工工件表麵時，采用的（de）是刀（dāo）具的半徑刀刃而不是刀（dāo）具的刀尖，因此可提高表麵粗糙度。

8.切屑管（guǎn）理

金屬切削加工時會產生大量的切屑，如果不能及時（shí）排除，必然會導致二次（cì）切削，以及造成機床結構部（bù）件（jiàn）或（huò）者工件表麵的溫（wēn）升。大型模具加工中心的工作台下（xià）麵通常（cháng）具有18個排屑孔，不管工作（zuò）台移動到什麽位置，都能夠可（kě）靠地排除切屑（xiè）。機床上有4條內（nèi）置鉸鏈式切屑傳（chuán）送帶，以很高的速度將切屑排送（sòng）到機床前麵。

9.高壓冷卻液

在大型模具加工時（shí），高壓冷卻液有著非常重要的作用。例如，在采用2+3軸的加（jiā）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，則在加工斜孔時，需要增添額（é）外的機床，需要二次裝卡，降低加工（gōng）精度，而且增加周期成本。根據以上分析可以看出，實（shí）現對大型模具的簡單加工需要機床具有更多、更好的功能。

牧野開發的新型MCC2516VG3軸臥式加工中心，主軸轉速可達（dá）15000r/min，並采用了“軸芯冷卻”方式和“軸承內壓潤滑”功能，保證（zhèng）主軸（zhóu）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軸和前後方向的Z軸方向運動，還可配合A軸和C軸（zhóu）轉動。由於具備2種分（fèn）度功能，因此不僅可減輕調整作業量，還可切削結構複雜的工件，例如保險杠、儀表盤和汽車頭燈透鏡等。

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