1.巨大的（de）尺寸和重量

在加工大型模具時，如何（hé）應付其（qí）自身的巨大尺寸和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動力、專用設備和（hé）多次調（diào）試裝夾，而加工精度也受到多方麵潛在因素（sù）的（de）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（guān）的最大（dà）費用就是機床的（de）購置成本。能夠生產（chǎn）大型模具的機床是相當昂貴的，尤其是在複（fù）雜工（gōng）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（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的最大障礙。由此，我們可以看出，如果可以在一台合（hé）適的機床上實現大型模具（jù）的粗加工和精加工，甚至僅（jǐn）需一次調試裝夾，那麽很多問題將迎刃（rèn）而解（jiě），加工精度也可以得到保證。

加工中心（xīn）

1.鑄鐵床身結構，機床主軸具有散熱功能

鑄（zhù）鐵材料具有很高（gāo）的剛性和散熱特性，因而是製造機床結構件最穩定的材料。對於銑削大型零件用的任何（hé）機床，首先需要具有非（fēi）常結實的鑄鐵結構，並裝備有具有散熱功能的主（zhǔ）軸（zhóu）。

就機床的主軸而言，它必須采用內置冷卻技術，從軸（zhóu）承外麵來冷卻主軸，保證在長時間加工過程中，主軸本身不（bú）會被燒壞（huài）或（huò）不會因熱膨脹而造成精度損失。這些因素（sù）是非常重要的（de），因為大型模具（jù）的加工需要消耗很長的時間，同時在重切（qiē）削條件下，這會（huì）增加模具的熱量和應力（lì）。所（suǒ）以（yǐ），機床的（de）結構部件必須具有良好的剛性和散熱（rè）特性，這是加工出大型優質模具的前提。因此，必須最大程度地限製加工過程中機床的振動，並快速擴散加工過程中產生的熱量。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（wěn）定（dìng）技術

由於（yú）加工時（shí）間過長，環境溫度（dù）的影響也是必須要考慮的。例如，在（zài）普通機床上加（jiā）工大型模（mó）具，當環境溫度（dù）變化10℃時，將會導（dǎo）致機床立柱發生6℃的溫度（dù）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（wēn）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，大型模具加（jiā）工機床的主軸轉速（sù）應至少達到20000r/min，金屬的切削速度應滿（mǎn）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粗加工和精加（jiā）工，那麽必須嚴（yán）格控製機床的定位精度和重複定位精度。大型模具專用的（de）加工（gōng）中心，一般其定（dìng）位精度可以達到±1.5μm，重複定位精度應達到±1μm。同時（shí），其節距精度應保持在5μm之內。

5.反饋（kuì）分辨率

對於高精（jīng）度曲麵加工，機床（chuáng）自身的反饋分辨（biàn）率對於檢測加工零件的精（jīng）度是十分重要的。采用標（biāo）準（zhǔn）的1μm反饋分辨率，通常所獲得的結（jié）果並不十分理想。如果（guǒ）分辨率能（néng）夠達到0.05μm，那麽其精加工結果幾乎沒有任何瑕疵。而且，通（tōng）過對機床分（fèn）辨率、標尺反饋和小節距滾珠絲杠的控製（zhì）可進（jìn）一步提升（shēng）零件表麵的加工質量。

6.主軸

大型模具加工中心上使（shǐ）用的主軸必須達到進行（háng）粗（cū）加工、半精加工和高質量精加工的要（yào）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，對於模具閉合麵和分型線部分的精加工十分重要（yào），但在傳統工藝下（xià），許多（duō）模具製造商不得不采用手工拋光（guāng）的方式，以彌補刀具加工（gōng）精度不足的（de）問題。因為，大型加工機床的造價昂貴，如果為此項工（gōng）序（xù）購置多功能機床（chuáng），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（yán）長刀具的使用壽命，使其能夠在加工周期內以（yǐ）低（dī）振動、低溫升（shēng）的狀（zhuàng）態（tài）持續工作。例如，在（zài）大（dà）型模具加工中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（sù）度可以達到8m/min，使用壽命超過30h，可以將加（jiā）工表麵質量控製在0.336～3.2μm。由此可知，考慮到加（jiā）工大型（xíng）模具時（shí）的刀具成本增（zēng）加，采（cǎi）用（yòng）專門設計的大型模具加工機床，不（bú）僅可以延（yán）長刀具使用壽命，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（dòng）的多軸加工頭

由於模具尺寸（cùn）和（hé）重量（liàng）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（zhóu）聯（lián）動加工（gōng）中心不僅減少了工件的（de）調（diào）試裝夾次數（shù），而且（qiě）又不影響機床的加工精度，從而（ér）使車間加工大型模具的生產能力大大提高。

可移動的多軸加（jiā）工頭可以用（yòng）於加工結構特別複雜的大型模具，按（àn）可變幾何形狀設計的加工頭可（kě）允許3軸聯動加工，僅需一次裝夾工（gōng）件，便可銑削加工型腔很深的模具和冷卻孔，以及切削加工許多其他幾何形狀複（fù）雜的（de）部位（wèi）。例如，當主軸以（yǐ）最佳的角度傾斜時，可提高加工頭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成對斜孔的加工。

此（cǐ）外（wài），由於多軸加工頭加工工件表麵時，采用的是刀具的（de）半徑刀（dāo）刃（rèn）而不是刀具的刀尖（jiān），因此可提（tí）高表麵粗糙度。

8.切（qiē）屑管理

金屬切削加工時會（huì）產生大量的切屑，如果不能及時排除，必然會導致二次切削，以及造成機床結構部件或者工件表麵的溫升。大型模具加工中心的工（gōng）作台下麵通常具（jù）有18個（gè）排屑孔，不管工作台移動到什麽位置（zhì），都能夠可靠地排除切（qiē）屑。機床上有4條內置鉸（jiǎo）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

在大型模具加工時，高壓冷卻液有著非（fēi）常（cháng）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（zhǒng）高壓冷（lěng）卻液，則在加（jiā）工斜孔時，需要（yào）增添額外的機床，需要二（èr）次裝卡，降低加工精度，而且增（zēng）加周期成本（běn）。根據以上分析（xī）可以看出，實現（xiàn）對大型模具的簡單（dān）加工需要機（jī）床具有更多、更好的（de）功能（néng）。

牧野開發的新型MCC2516VG3軸臥式加工中心（xīn），主（zhǔ）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（zhèng）主軸及（jí）其附屬軸承可以得到及時、有效地冷卻（què）。

此外，主軸不僅（jǐn）可沿橫（héng）向的X軸（zhóu）、垂直方向的Y軸（zhóu）和（hé）前後方向（xiàng）的Z軸方向運動，還可配合A軸和C軸轉動。由（yóu）於具備2種分度功能，因此不僅（jǐn）可減輕調（diào）整作業量，還可切（qiē）削結構複雜的工件，例如保險杠、儀表盤和汽車頭燈（dēng）透鏡等。

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