【編者按】人們一說汽車塑验，首先呈現(xiàn)在眼前的是汽車的車身嫌术。也就是說車身是汽車的標(biāo)識性總成烫扼。車身代表了那款汽車的形象特征曙求。汽車模具從狹義上講就是沖制汽車車身上所有沖壓件的模具的總稱。

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展材蛛，汽車用各種大型圆到、高裝飾性模具的需求正在迅速增長怎抛，例如卑吭，汽車儀表板，設(shè)計人員正在不斷地提高這類模具產(chǎn)品的尺寸和復(fù)雜性马绝。因此豆赏，各種大型模具的生產(chǎn)已成為許多加工企業(yè)尋求機會進(jìn)行全球競爭的新領(lǐng)域。

但是富稻，要想進(jìn)入這一領(lǐng)域并不是一件容易的事情掷邦。在落后的加工技術(shù)下，機床進(jìn)給速度緩慢椭赋、操作者需要對工件進(jìn)行多次調(diào)試裝夾抚岗，而且還需要幾個小時的手工拋光作業(yè)，所以加工周期很長哪怔。因此研矗，必須尋求更先進(jìn)的加工技術(shù)，使大型模具的加工如同加工小型模具那樣簡單容易夷硅。

目前芒浪，大型模具加工中存在的主要問題有：

1、巨大的尺寸和重量

在加工大型模具時氢滋，如何應(yīng)付其自身的巨大尺寸和重量谦牛，是加工企業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)。大型模具的加工价忙，往往需要大量的勞動力住建、專用設(shè)備和多次調(diào)試裝夾，而加工精度也受到多方面潛在因素的影響而不易保證皮围。

2逆辐、購置成本問題

加工生產(chǎn)各類大型模具直接相關(guān)的最大費用就是機床的購置成本。能夠生產(chǎn)大型模具的機床是相當(dāng)昂貴的携喳，尤其是在復(fù)雜工藝安排下种慕，需要使用多臺機床才能完成從模具粗加工到精加工的全部工序。這樣的先期高投入成本巍糯，也是很多企業(yè)進(jìn)入這一市場的最大障礙啸驯。由此，我們可以看出，如果可以在一臺合適的機床上實現(xiàn)大型模具的粗加工和精加工罚斗，甚至僅需一次調(diào)試裝夾徙鱼，那么很多問題將迎刃而解，加工精度也可以得到保證针姿。

大型模具加工中心的特點：

1袱吆、鑄鐵床身結(jié)構(gòu)，機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距淫，因而是制造機床結(jié)構(gòu)件最穩(wěn)定的材料绞绒。對于銑削大型零件用的任何機床，首先需要具有非常結(jié)實的鑄鐵結(jié)構(gòu)榕暇，并裝備有具有散熱功能的主軸蓬衡。

就機床的主軸而言，它必須采用內(nèi)置冷卻技術(shù)彤枢，從軸承外面來冷卻主軸狰晚，保證在長時間加工過程中，主軸本身不會被燒壞或不會因熱膨脹而造成精度損失须彼。這些因素是非常重要的乒萝，因為大型模具的加工，需要消耗很長的時間司箫，同時在重切削條件下想预，這會增加模具的熱量和應(yīng)力。所以馁祈，機床的結(jié)構(gòu)部件必須具有良好的剛性和散熱特性恕臣，這是加工出大型優(yōu)質(zhì)模具的前提。因此银薪，必須最大程度地限制加工過程中機床的振動靴亩，并快速擴散加工過程中產(chǎn)生的熱量。選擇合適的加工機床和刀具可以實現(xiàn)成本和周期的雙贏夫石。

2伪睬、熱穩(wěn)定技術(shù)

由于加工時間過長，環(huán)境溫度的影響也是必須要考慮的鸭僧。例如口溃，在普通機床上加工大型模具，當(dāng)環(huán)境溫度變化10℃時旷偿，將會導(dǎo)致機床立柱發(fā)生6℃的溫度變化烹俗，從而引起主軸角板平行度發(fā)生0.07mm的變化。因此萍程，機床的設(shè)計幢妄，必須考慮到環(huán)境溫度的效應(yīng)兔仰，避免環(huán)境溫度影響到加工零件的精度。

3蕉鸳、速度

對于一臺行程能夠快速移動的大型模具加工中心來說乎赴，大型模具加工機床的主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)至少達(dá)到20000r/min，金屬的切削速度應(yīng)滿足762-20000mm/min潮尝。

4榕吼、精度

精度控制始終貫穿于模具加工的各個階段，如果需要在一臺加工中心上實現(xiàn)對大型模具的粗加工和精加工勉失，那么羹蚣，必須嚴(yán)格控制機床的定位精度和重復(fù)定位精度。大型模具專用的加工中心戴质，一般其定位精度可以達(dá)到±1.5μm面镣，重復(fù)定位精度應(yīng)達(dá)到±1μm。同時氏腐，其節(jié)距精度應(yīng)保持在5μm之內(nèi)。

5栏葬、反饋分辨率

機床自身的反饋分辨率冻哈，對于檢測加工零件的精度是十分重要的。采用標(biāo)準(zhǔn)的1μm反饋分辨率抚言，通常所獲得的結(jié)果并不十分理想优隔。如果分辨率能夠達(dá)到0.05μm，那么其精加工結(jié)果幾乎沒有任何瑕疵芦槽。而且棋少，通過對機床分辨率、標(biāo)尺反饋和小節(jié)距滾珠絲杠的控制黎伤，可進(jìn)一步提升零件表面的加工質(zhì)量儡特。

6、主軸

大型模具加工中心上使用的主軸必須達(dá)到進(jìn)行粗加工催舅、半精加工和高質(zhì)量精加工的要求疏唾，而且作為一個參考標(biāo)準(zhǔn)，其能夠?qū)崿F(xiàn)的表面加工質(zhì)量應(yīng)該控制在2μm的水平函似。通常槐脏，對于模具閉合面和分型線部分的精加工十分重要，但在傳統(tǒng)工藝下撇寞，許多模具制造商不得不采用手工拋光的方式顿天，以彌補刀具加工精度不足的問題。因為蔑担，大型加工機床的造價昂貴牌废，如果為此項工序購置多功能機床祖灰，顯然是不切合實際的。

此外畔规，合理的主軸設(shè)計必須能夠最大程度地延長刀具的使用壽命局扶，使其能夠在加工周期內(nèi)以低振動、低溫升的狀態(tài)持續(xù)工作叁扫。例如三妈，在大型模具加工中心上加工汽車儀表板模具時，如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具莫绣，加工速度可以達(dá)到8m/min策见，使用壽命超過30h，可以將加工表面質(zhì)量控制在0.336-3.2μm妆浅。由此可知蒜材，考慮到加工大型模具時的刀具成本增加，采用專門設(shè)計的大型模具加工機床爵缸，不僅可以延長刀具使用壽命抖臭，而且可以大量節(jié)約加工每付模具的刀具使用成本。

7晚饰、可移動的多軸加工頭

由于模具尺寸和重量的限制倾伶，一般裝夾工件需要花費很長的時間。因此窃橄，采用3軸聯(lián)動加工中心感戴，不僅減少了工件的調(diào)試裝夾次數(shù)，而且又不影響機床的加工精度赵腰，從而使車間加工大型模具的生產(chǎn)能力大大提高都癣。

可移動的多軸加工頭，可以用于加工結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜的大型模具敦间，按可變幾何形狀設(shè)計的加工頭可允許3軸聯(lián)動加工瓶逃，僅需一次裝夾工件，便可銑削加工型腔很深的模具和冷卻孔每瞒，以及切削加工許多其他幾何形狀復(fù)雜的部位金闽。例如，當(dāng)主軸以最佳的角度傾斜時剿骨，可提高加工頭對銑削加工點的接近程度代芜，這樣便可實現(xiàn)利用多軸加工頭完成對斜孔的加工。

此外浓利，由于多軸加工頭加工工件表面時挤庇，采用的是刀具的半徑刀刃而不是刀具的刀尖，因此可提高表面粗糙度贷掖。

8嫡秕、切屑管理

金屬切削加工時會產(chǎn)生大量的切屑渴语，如果不能及時排除，必然會導(dǎo)致二次切削昆咽，以及造成機床結(jié)構(gòu)部件或者工件表面的溫升驾凶。大型模具加工中心的工作臺下面通常具有18個排屑孔，不管工作臺移動到什么位置鉴梦，都能夠可靠地排除切屑氛灸。機床上有4條內(nèi)置鉸鏈?zhǔn)角行紓魉蛶В院芨叩乃俣葘⑶行寂潘偷綑C床前面逐茄。

9剑碌、高壓冷卻液

在大型模具加工時，高壓冷卻液有著非常重要的作用张域。例如孟溯，在采用2+3軸的加工方法鉆削斜孔時，需要壓力為1000psi（1psi=6890Pa）的冷卻液才能有效地排除切屑蚪录，并達(dá)到更高精度的切削呜款。而如果沒有這種高壓冷卻液，則在加工斜孔時诀虹，需要增添額外的機床渊输，需要二次裝卡，降低加工精度晌颅，而且增加周期成本。

根據(jù)以上分析可以看出粤蝎，實現(xiàn)對大型模具的簡單加工真仲，需要機床具有更多、更好的功能初澎。例如秸应，牧野開發(fā)的新型MCC2516VG三軸臥式加工中心，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)15000r/min碑宴，并采用了“軸芯冷卻”方式和“軸承內(nèi)壓潤滑”功能软啼，保證主軸及其附屬軸承可以得到及時、有效地冷卻延柠。此外祸挪，主軸不僅可沿橫向的X軸、垂直方向的Y軸和前后方向的Z軸方向運動贞间，還可配合A軸和C軸轉(zhuǎn)動贿条。由于具備兩種分度功能，因此不僅可減輕調(diào)整作業(yè)量增热，還可切削結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件整以，例如保險杠胧辽、儀表盤和汽車頭燈透鏡等。

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