1.巨大的尺寸和重量

在加工大型模具時（shí），如何應付其自身（shēn）的巨大（dà）尺寸和（hé）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（dòng）力（lì）、專用（yòng）設備和多次調試（shì）裝夾（jiá），而（ér）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（wèn）題

加工生產各類（lèi）大型模具直接相（xiàng）關的最大費用就（jiù）是機床的購（gòu）置成本。能夠生產（chǎn）大型模（mó）具的機床是相（xiàng）當昂貴的，尤其是在複（fù）雜工藝（yì）安排下，需要（yào）使用多台機床才（cái）能完成（chéng）從模具粗加（jiā）工到精加工的全部工序。這（zhè）樣的（de）先期高（gāo）投入成本也是很多企業進入這一市場的最大障礙。由此，我們可以看出（chū），如果可（kě）以在（zài）一台合適的機床上（shàng）實現大型模具（jù）的粗加工和精加工，甚至僅需一次調試裝夾（jiá），那麽很多問題將迎刃而解，加工（gōng）精度也可（kě）以得到保證。

加工中心（xīn）

1.鑄鐵床身結構，機床主軸具有散熱功（gōng）能

鑄鐵材（cái）料具有很高的剛（gāng）性和散熱特性，因而是製造機床結構件（jiàn）最穩定的材料。對（duì）於銑削大（dà）型（xíng）零件用的任何機床，首（shǒu）先需要具有非常結（jié）實的鑄（zhù）鐵結構，並裝備有具有散（sàn）熱（rè）功能的主軸（zhóu）。

就機床（chuáng）的（de）主軸而言（yán），它必須采用內置冷卻技術，從軸承外麵來冷（lěng）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（jīng）度損失（shī）。這（zhè）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（de）時間，同時在重切（qiē）削條件下，這會增（zēng）加模具的熱量和應力。所以，機床的（de）結構部件必須具有（yǒu）良好的剛性和散熱特（tè）性，這是加（jiā）工出（chū）大型優質模具的（de）前提。因此，必須最（zuì）大程度地限製加工過程中機床的振動，並快速擴（kuò）散加工過程中產（chǎn）生的熱量。選擇合適的加工機床和刀具可以實（shí）現成本（běn）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考慮的。例如，在普通機床上（shàng）加工大型模具，當環境溫度（dù）變化（huà）10℃時，將會導（dǎo）致機床立柱發生6℃的（de）溫度變化，從而引起主軸角板平行度發生0.07mm的變化。因此，機床的設（shè）計必須考（kǎo）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（tái）行程能（néng）夠快速移動的大型模具加（jiā）工（gōng）中心來說，大型模具加工（gōng）機床的主軸轉速應至少達（dá）到20000r/min，金屬的切削（xuē）速度應滿足762～20000mm/min。

4.精度

精度控製始終貫穿於（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（de）粗加工和精加（jiā）工，那麽（me）必（bì）須嚴格控製機（jī）床的定位精度和重複定位精度。大型模具專用的加工中（zhōng）心，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（yīng）保持在5μm之內。

5.反饋分（fèn）辨率

對於高精度曲麵加（jiā）工，機床自身（shēn）的反饋分辨率對於檢測加工零件的（de）精度是十分重要的（de）。采（cǎi）用標準的1μm反饋分辨率（lǜ），通常所獲得的結果並（bìng）不十（shí）分理想。如果分辨率能夠達到0.05μm，那麽其精加工結果幾乎（hū）沒有任何瑕疵。而且，通過對機床分辨率、標（biāo）尺反（fǎn）饋和小（xiǎo）節距滾珠絲杠（gàng）的（de）控製可進一步提升零（líng）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（jìn）行粗加工、半（bàn）精加工和高（gāo）質量精（jīng）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（jiā）工質量應該控（kòng）製在2μm的水平。通常，對於模（mó）具閉合麵（miàn）和分（fèn）型線部分的精加工（gōng）十分重要，但在傳統工藝下，許多（duō）模具製造商（shāng）不得不采用手工拋光的方式，以彌補刀具加工精度不足的問題（tí）。因（yīn）為（wéi），大型加工機床的造價昂貴，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，合理的主軸設計必須能夠最大程度地延長刀（dāo）具的使用壽命，使其（qí）能夠在加工周期內以低振動、低溫升的狀態持續工作。例如，在大型模具加工中心上加工汽車儀（yí）表板模具時，如采用16mmCBN鑲刀片精（jīng）加工（gōng）刀具，加工速度可以（yǐ）達到8m/min，使用壽命超過30h，可（kě）以將加工（gōng）表麵質量控製在（zài）0.336～3.2μm。由此（cǐ）可知，考慮（lǜ）到加工大型模具時的刀具成（chéng）本增加，采（cǎi）用專門設計的大型模具加工機床，不僅可以延長（zhǎng）刀具使用壽命，而且可以大量節約加工每付模具的刀具使用成本。

7.可移動的多軸加工頭

由於模具尺寸和（hé）重量的限製，一般裝夾工件需要花費（fèi）很長的時間。因此，采用3軸聯動加工中心不僅減少了工件的調試裝夾次數，而且又不影響（xiǎng）機床的加工精度，從而使車間加工大型模具的生產能力大大提高。

可（kě）移動的多軸加工頭可（kě）以用於加工結構（gòu）特別複雜的大型模具，按可變幾何形狀設計的加工頭可允許3軸聯動加工，僅需一次（cì）裝夾工件（jiàn），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（xǔ）多其他幾何形狀複雜的部位。例（lì）如，當（dāng）主軸以最佳的角度傾斜時，可提（tí）高加工頭（tóu）對銑削加工點的（de）接近程度，這樣便可實現利用多軸加工頭完成對斜孔的（de）加工。

此外，由於多軸加工頭加工工件表麵時（shí），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（dù）。

8.切屑（xiè）管理（lǐ）

金屬切削（xuē）加工時會產生大量的切屑，如果不能及時排除，必然會導致二次切削，以及造成機床結（jié）構部件（jiàn）或（huò）者工件表（biǎo）麵的溫升。大型模具加工（gōng）中心的（de）工作（zuò）台下（xià）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（chuáng）上有4條（tiáo）內置鉸鏈式切屑傳（chuán）送帶，以很高的速（sù）度（dù）將切屑排送到機床前麵。

9.高壓冷卻液

在大型（xíng）模（mó）具加工時，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（fāng）法鑽削斜孔（kǒng）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（lěng）卻液，則（zé）在加工斜孔時，需（xū）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。根據以上分析可以看出，實現對大型模具的簡單加工需要機（jī）床具有更多（duō）、更（gèng）好的功能。

牧野開發的新型MCC2516VG3軸臥式加工中心，主軸轉速（sù）可達15000r/min，並采用了“軸芯（xīn）冷卻（què）”方式和“軸承內壓潤滑”功能，保證主（zhǔ）軸及其附屬軸（zhóu）承可以得到（dào）及時、有效地（dì）冷卻。

此外，主軸不僅可沿橫向的（de）X軸、垂直方（fāng）向的Y軸和前（qián）後方向的Z軸方向運（yùn）動，還可配合A軸（zhóu）和（hé）C軸（zhóu）轉動。由於具備2種（zhǒng）分度功（gōng）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（gàng）、儀表盤和（hé）汽車頭燈透鏡等。

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