1.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，因此它是制造機床結(jié)構(gòu)零件的最穩(wěn)定的材料。對于用于銑削大型零件的任何機床，都必須具有非常堅固的鑄鐵結(jié)構(gòu)并配備具有散熱功能的主軸。

就機床的主軸而言，它必須采用內(nèi)置冷卻技術(shù)，從軸承外面來冷卻主軸，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。這些因素是非常重要的，因為大模具的加工需要消耗很長的時間，同時在重切削條件下，這會增加模具的熱量和應(yīng)力。所以，機床的結(jié)構(gòu)部件必須具有良好的剛性和散熱特性，這是加工出大型優(yōu)質(zhì)模具的前提。因此，必須最大程度地限制加工過程中機床的振動，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。

2.熱穩(wěn)定技術(shù)

由于注塑加工時間過長，環(huán)境溫度的影響也是必須要考慮的。例如，在普通機床上加工大模具，當環(huán)境溫度變化10℃時，將會導致機床立柱發(fā)生6℃的溫度變化，從而引起主軸角板平行度發(fā)生0.07mm的變化。因此，機床的設(shè)計必須考慮到環(huán)境溫度的效應(yīng)，避免環(huán)境溫度影響到加工零件的精度。

3.速度

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

4.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)對大模具的粗加工和精加工，那么必須嚴格控制機床的定位精度和重復(fù)定位精度。大模具專用的加工中心，一般其定位精度可以達到±1.5μm，重復(fù)定位精度應(yīng)達到±1μm。同時，其節(jié)距精度應(yīng)保持在5μm之內(nèi)。

5.反饋解決方案

對于高精度曲面加工，機床本身的反饋分辨率對于檢測加工零件的精度非常重要。在標準的1μm反饋分辨率下，通常獲得的結(jié)果不是很令人滿意。如果分辨率可以達到0.05μm，則其修整結(jié)果幾乎沒有缺陷。此外，通過控制機床分辨率，比例反饋和小螺距滾珠絲杠，可以進一步提高零件表面的加工質(zhì)量。

6.主軸

注塑模具加工中心上使用的主軸必須達到進行粗加工、半精加工和高質(zhì)量精加工的要求，而且作為一個參考標準，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。通常，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，許多模具制造商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。因為，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(shè)計必須能夠最大程度地延長刀具的使用壽命，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。注塑模具加工上加工汽車儀表板模具時，如采用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，可以將加工表面質(zhì)量控制在0.336～3.2μm。由此可知，考慮到加工大模具時的刀具成本增加，采用專門設(shè)計的大模具加工機床，不僅可以延長刀具使用壽命，而且可以大量節(jié)約加工每付模具的刀具使用成本。

7.移動式多軸加工頭

由于注塑模具加工尺寸和重量的限制，一般裝夾工件需要花費很長的時間。因此，采用3軸聯(lián)動加工中心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，從而使車間加工大模具的生產(chǎn)能力大大提高。

可移動的多軸加工頭可以用于加工結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜的大模具，按可變幾何形狀設(shè)計的加工頭可允許3軸聯(lián)動加工，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，以及切削加工許多其他幾何形狀復(fù)雜的部位。例如，當主軸以最佳的角度傾斜時，可提高加工頭對銑削加工點的接近程度，這樣便可實現(xiàn)利用多軸加工頭完成對斜孔的加工。

另外，由于多軸加工頭對工件的表面進行加工，因此使用了刀具的半徑來代替刀具的前端，因此可以提高表面粗糙度。

8.芯片管理

金屬切削加工時會產(chǎn)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(gòu)部件或者工件表面的溫升。大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，都能夠可靠地排除切屑。機床上有4條內(nèi)置鉸鏈式切屑傳送帶，以很高的速度將切屑排送到機床前面。

9.高壓冷卻液

在注塑模具加工時，高壓冷卻液有著非常重要的作用。例如，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，并達到更高精度的切削。而如果沒有這種高壓冷卻液，則在加工斜孔時，需要增添額外的機床，需要二次裝卡，降低加工精度，而且增加周期成本。根據(jù)以上分析可以看出，實現(xiàn)對大模具的簡單加工需要機床具有更多、更好的功能。