1.巨大的（de）尺寸和重量

在（zài）加工大型模具時，如何應付其自身的巨大尺寸和重（chóng）量是加工企業麵臨（lín）的一大挑戰。大型模具的加工往往（wǎng）需要大量（liàng）的勞動力（lì）、專用設備和多次調（diào）試裝夾，而加工精度也受到多（duō）方麵潛在因素（sù）的影響（xiǎng）而（ér）不易保證。

2.購置成本問題

加工生產各類大型模（mó）具直接相關（guān）的（de）最大費（fèi）用就是機床的購置成本。能夠生產大型模具（jù）的機床是相（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（chéng）從模具粗加工到精加工的全部（bù）工序。這樣的先期高投入成本也是很多企業進入這一市場（chǎng）的最大（dà）障（zhàng）礙。由此，我們可以看出，如果可以在（zài）一台合適的機床（chuáng）上實現大型模具的粗加工和精加工，甚至僅需一次調試裝夾，那麽（me）很（hěn）多問題將迎刃而解，加工精度也可以得到保證。

加工中心

1.鑄鐵（tiě）床身結構，機（jī）床主軸具有散熱功能

鑄鐵材料具有很高的剛性和散熱特性，因（yīn）而是製造機床（chuáng）結構件最穩定的材料。對於銑削大（dà）型零件用的任何機床，首先需要具有非常結實的鑄鐵結構，並裝備（bèi）有具（jù）有散熱功能的主軸。

就機床的（de）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（zhóu），保證在長時間加工過程（chéng）中，主軸本身不會被燒壞或不會因熱膨脹而造成精（jīng）度損失。這些因（yīn）素是非常重要的，因為大型模具的加工需要（yào）消耗很長的時（shí）間（jiān），同時在重切削條件下，這會增加模（mó）具的熱（rè）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，這是加工出大型優質模具的前提。因此，必須（xū）最大程度地限製加（jiā）工過程中機床的振動，並快速（sù）擴散加工過程（chéng）中產生的熱量。選擇合適的加工機床和刀具可以（yǐ）實現成本（běn）和周期的雙贏。

2.熱穩定技術

由於加工時間過長，環境（jìng）溫度的影響也是必須要考（kǎo）慮的。例如（rú），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（biàn）化，從而（ér）引起主軸角板平（píng）行度發生0.07mm的變化（huà）。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（jiā）工零件的精度。

3.速度

對於一台行程能夠快速（sù）移動的大型模具加工中心（xīn）來說，大型（xíng）模具加工機床的主軸轉速應至（zhì）少達到20000r/min，金屬的（de）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（de）各個階段，如果需要在一台加工（gōng）中心上實現對大型模具（jù）的（de）粗加工和精加工，那麽必須嚴格控（kòng）製機床的定位精度和重複定位精度（dù）。大型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（dá）到±1μm。同時（shí），其節距精度應保持（chí）在5μm之內。

5.反饋（kuì）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。采用標準的1μm反饋分辨率，通常所獲得的（de）結果並不十分（fèn）理想（xiǎng）。如（rú）果（guǒ）分辨率能夠達到0.05μm，那（nà）麽其精加工結（jié）果（guǒ）幾（jǐ）乎沒（méi）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絲杠的控製可（kě）進一步提升零件表麵（miàn）的加工質量。

6.主軸

大型模具加工中心上使（shǐ）用的主軸必須達到進行粗加工、半（bàn）精加工和高質量精（jīng）加工的要求，而且作為一個參考標（biāo）準，其能夠實（shí）現的表麵加工質量（liàng）應該控製在2μm的水平。通（tōng）常（cháng），對於模具（jù）閉合麵和分型線部分的精加（jiā）工（gōng）十分重要，但（dàn）在傳統工藝下（xià），許多模具製造商不得不采用手工拋光的方式，以彌補刀（dāo）具加工精度不足（zú）的問題。因為，大型加工機床的造價（jià）昂（áng）貴，如果為此項工序購置多功能機（jī）床，顯然是不切合實際的（de）。

此外，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（néng）夠在加工周（zhōu）期內以低振動、低溫升的狀態持續工作。例如，在大型（xíng）模具加工中心上加工汽車儀表板模（mó）具時，如（rú）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，可以將加工表麵質量控（kòng）製在0.336～3.2μm。由此可知，考慮（lǜ）到（dào）加工大型模具（jù）時（shí）的刀具成本增加，采用專門設計的（de）大型模具加工機床，不僅可以延（yán）長刀具使用壽命，而且可以大量節約加工每（měi）付模具的刀具使用成本。

7.可移動的多軸加工（gōng）頭

由於模具尺寸和重量的（de）限製，一般裝夾（jiá）工件需（xū）要花費很長的時間。因此（cǐ），采用3軸聯動加工中心不僅減少了工件的（de）調試（shì）裝夾次數，而（ér）且又不影響機床的（de）加工精度，從而使車間加工大型模具的生產能（néng）力大大提高。

可移動的多軸加工（gōng）頭可以用於加工（gōng）結構特別複雜的大型模具（jù），按可變幾何形狀設計的加工頭可（kě）允許3軸聯動加（jiā）工，僅需一次裝夾工件，便可銑削加工型腔（qiāng）很深的模具和冷卻孔，以及切削加工許多其他幾何（hé）形狀複雜的部位。例如（rú），當主軸以最佳的角度傾斜（xié）時，可提（tí）高加工頭對銑削加工點的接近程度，這樣便（biàn）可實（shí）現利用多軸加工頭完成對斜孔的加（jiā）工。

此（cǐ）外，由於多軸加工（gōng）頭加工工件表麵時，采用的是刀具的半徑（jìng）刀刃而不是（shì）刀具（jù）的刀尖，因（yīn）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（bì）然會導致二次切削，以及造成機床結構（gòu）部件或者工件表麵的溫升。大型（xíng）模具加工中心的工作台（tái）下麵（miàn）通常具有18個排屑孔，不管工作台移動（dòng）到什麽位置，都（dōu）能夠（gòu）可靠地排除（chú）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（dào）機（jī）床前麵。

9.高壓冷卻液

在大型模（mó）具（jù）加工時，高壓冷卻液（yè）有著非常重要的作用。例如，在采用2+3軸的加工方法鑽削斜孔時，需要（yào）壓力為（wéi）1000psi（1psi=6890Pa）的冷卻液才能有效地排除切屑，並達到（dào）更（gèng）高精度（dù）的切（qiē）削。而如果沒有這種高（gāo）壓冷卻液（yè），則在加（jiā）工斜孔時，需（xū）要增添額外的機（jī）床，需要二次裝卡，降低加工精度，而且增加周期成本。根據以上分析可以（yǐ）看出，實現對大（dà）型模（mó）具的簡單加工需要機床具有更多、更好的功能。

牧野開發（fā）的新型MCC2516VG3軸臥式加工（gōng）中心（xīn），主軸轉速可達15000r/min，並（bìng）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（chéng）可以得到及時、有效地冷卻。

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（xuē）結構複雜的工件，例如保險杠、儀表盤和汽車頭燈透鏡（jìng）等。

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