如何應(yīng)對(duì)自身龐大的規(guī)模和重量是加工企業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)。大型模具的加工往往需要大量的人工、專用設(shè)備和多次調(diào)試和夾緊，加工精度也受到許多潛在因素的影響，不易保證。購置成本問題：與各種大型模具加工生產(chǎn)直接相關(guān)的最大成本是機(jī)床購置成本。能夠生產(chǎn)大型模具的機(jī)床價(jià)格昂貴，特別是在工藝布置復(fù)雜的情況下，需要使用多臺(tái)機(jī)床來完成從粗加工到精加工的全過程。這種高投入成本也是許多企業(yè)進(jìn)入這一市場的最大障礙。由此，我們可以看到，如果我們可以在合適的機(jī)床上實(shí)現(xiàn)大模具的粗加工和精加工，甚至需要一次調(diào)試和夾緊，那么就可以解決許多問題并保證加工精度。

1。鑄鐵床身結(jié)構(gòu)，具有散熱功能的機(jī)床主軸

鑄鐵材料具有較高的剛性和散熱性能，是制造機(jī)床結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定的材料。對(duì)于任何用于銑削大型零件的機(jī)床，首先必須具有非常堅(jiān)固的鑄鐵結(jié)構(gòu)，并配備具有散熱功能的主軸。

就機(jī)床主軸而言，必須采用內(nèi)置的冷卻技術(shù)將主軸從軸承外部冷卻，以確保主軸本身不會(huì)因長時(shí)間加工過程中的熱膨脹而燒壞或造成精度損失。這些因素是非常重要的，因?yàn)榧庸ひ粋€(gè)大型模具需要很長時(shí)間，同時(shí)，在重型切削條件下，它會(huì)增加模具的熱量和應(yīng)力。因此，機(jī)床的結(jié)構(gòu)件必須具有良好的剛性和散熱特性，是加工大、高質(zhì)量模具的前提。因此，有必要最大限度地限制機(jī)床在加工過程中的振動(dòng)，迅速擴(kuò)散加工過程中產(chǎn)生的熱量。選擇合適的加工機(jī)床和刀具，可以實(shí)現(xiàn)成本和周期的雙贏。

2.熱穩(wěn)定技術(shù)

由于加工時(shí)間過長，還必須考慮環(huán)境溫度的影響。例如，當(dāng)環(huán)境溫度變化到10℃時(shí)，機(jī)床立柱的溫度會(huì)發(fā)生6℃的變化，在普通機(jī)床上加工大型模具時(shí)，主軸角板的平行度會(huì)發(fā)生0.07mm的變化。因此，機(jī)床的設(shè)計(jì)必須考慮環(huán)境溫度的影響，避免環(huán)境溫度對(duì)加工零件精度的影響。

3.速度

對(duì)于行程可快速移動(dòng)的大型模具加工中心，大型模切機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)至少達(dá)到20000r/min，金屬的切削速度應(yīng)達(dá)到762～20000mm/min。

4.精度

模具加工的每一個(gè)環(huán)節(jié)都要進(jìn)行精度控制。在加工中心上實(shí)現(xiàn)大型模具的粗精加工，必須嚴(yán)格控制機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度。一般情況下，大型模具加工中心定位精度可達(dá)?5?m，重復(fù)定位精度達(dá)到?1?m。同時(shí)，螺距精度應(yīng)控制在5μM以內(nèi)。

5.反饋分辨率

對(duì)于高精度曲面加工，機(jī)床本身的反饋分辨率對(duì)于檢測被加工零件的精度是非常重要的。使用標(biāo)準(zhǔn)的1μm反饋分辨率，通常效果不是很理想。如果分辨率可以達(dá)到0.05或m，那么在整理結(jié)果中幾乎沒有缺陷。此外，通過控制機(jī)床的分辨率、尺度反饋和小螺距滾珠絲杠可以進(jìn)一步提高零件表面的加工質(zhì)量。

6.主軸

大型模具加工中心使用的主軸必須滿足粗加工、半精加工和高質(zhì)量精加工的要求，作為參考標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)的表面加工質(zhì)量控制在2/m的水平。一般來說，對(duì)模具的封閉面和分型線進(jìn)行精加工是非常重要的，但在傳統(tǒng)的加工工藝中，許多模具制造商不得不采用手工拋光的方式來彌補(bǔ)刀具加工精度不足的問題。由于大型機(jī)床成本高，購買多功能機(jī)床是不可行的。

此外，主軸的合理設(shè)計(jì)必須能夠最大限度地延長刀具的使用壽命，使其在加工周期內(nèi)能夠在低振動(dòng)、低溫升的狀態(tài)下連續(xù)工作。例如，在大型模具加工中心加工汽車儀表板模具時(shí)，如果使用16MMCBN刀片來精加工刀具，則加工速度可達(dá)8m/min，使用壽命大于30h，加工表面質(zhì)量可控制在0.336～3.2MPa。由此可見，考慮到大型模具加工中刀具成本的增加，采用專門設(shè)計(jì)的大型模具加工機(jī)床不僅可以延長刀具的使用壽命，而且大大節(jié)省了每一個(gè)模具的使用成本。

7.可移動(dòng)的多軸加工頭

由于模具尺寸和重量的限制，夾緊工件需要很長的時(shí)間。因此，采用三軸聯(lián)動(dòng)加工中心不僅減少了工件的調(diào)試和夾緊次數(shù)，而且不影響機(jī)床的加工精度，從而大大提高了車間加工大型模具的生產(chǎn)能力。

該可移動(dòng)多軸加工頭可用于加工具有特別復(fù)雜結(jié)構(gòu)的大型模具。根據(jù)可變幾何形狀設(shè)計(jì)的加工頭，可進(jìn)行3軸聯(lián)動(dòng)加工。通過工件的一次裝夾，可以對(duì)型腔的深模和冷卻孔進(jìn)行研磨，加工出許多具有復(fù)雜幾何形狀的零件。例如，當(dāng)主軸以最佳角度傾斜時(shí)，可以提高加工頭到銑削點(diǎn)的接近度，從而可以通過使用多軸加工頭來完成傾斜孔的加工。

另外，由于多軸加工頭對(duì)工件表面進(jìn)行加工，因此采用了刀具的半徑邊緣不是刀具的尖端，從而提高了工件的表面粗糙度。

8.切屑管理

在金屬切削過程中會(huì)產(chǎn)生大量的切屑。如果不能及時(shí)消除，勢必導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)件或工件表面的二次切削和溫升。在大型模具加工中心的工作臺(tái)上通常有18個(gè)排屑孔，無論工作臺(tái)移動(dòng)的位置如何，都能可靠地去除切屑。機(jī)床上有4條內(nèi)置的鉸鏈傳送帶，可將切屑高速卸到機(jī)床前部。

9.高壓冷卻液

高壓冷卻劑在大型模具加工中起著非常重要的作用.例如，當(dāng)采用2＋3軸加工方法鉆斜孔時(shí)，需要一個(gè)壓力為1000 pSi（1psi= 68 90Pa）的冷卻劑，以有效地去除切屑并實(shí)現(xiàn)更高精度的切削。如果沒有這種高壓冷卻液，則在加工斜井時(shí)，需要增加一臺(tái)機(jī)床，要求二次加載，降低加工精度，增加循環(huán)成本。通過以上分析可以看出，大型模具的簡單加工對(duì)機(jī)床的功能要求越來越高。新研制的MCC2516VG3軸臥式加工中心轉(zhuǎn)速為15000 r/min，采用了“軸芯冷卻”和“軸承內(nèi)壓潤滑”功能，保證了主軸及其輔助軸承的及時(shí)有效冷卻。

此外，主軸不僅可以沿橫向X軸、垂直Y軸和前后Z軸移動(dòng)，而且可以與A軸和C軸一起旋轉(zhuǎn)。由于它具有兩種分級(jí)功能，不僅可以減少調(diào)整量，而且還可以切割結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件，如保險(xiǎn)杠、儀表板、汽車前照燈鏡頭等。