當今社會，大型模具的需求量敏捷增加，從純平電視機到汽車的儀表板，設計者一直在推動模具的尺寸和復雜性。鑒于這個事實以及宏大的市場需求，很多工廠都在大型模具加工這一范疇尋斥責球競爭的良機。那么，為什么不是每個廠家都生產大型模具呢？這是由于其中有很多準進的障礙，最重要的一點就是大型模具的加工非常艱苦。原有的技巧導致了循環周期長，提高速率緩慢以及長時間的手工拋光。然而，高性能的加工技巧卻能夠使得大型模具加工和小型模具加工變得更加類似。隨著新技巧的呈現，關于大型模具的加工標題的解決計劃也將隨之呈現了。

1 大型模具的標題

處理大型模具的尺寸和重量是一個宏大的挑釁。這意味著經常要付出額外的勞動、對專用工具的需求、多樣的設備以及埋伏的誤差。假如選擇合適的加工中心來生產大型模具，很多標題就可以減輕或者避免，同時也能夠簡化設備，完整轉變埋伏的準確性標題。

生產大型模具最大的花費是機械本錢。能夠生產大型模具的機器都非常昂貴，因此，擁有多功效的機器是進進這一市場的重要條件，例如，加工毛坯和拋光。一旦選擇了合適的機器，即使在同一臺設備上，也能夠進行毛坯加工和拋光，且保持準確性。

2 大型模具的機器設計

為了計量廣泛的準確度和關注大型機器，我們必需研究一臺大型模具加工中心必要的幾個設計特征。

（1）鋼鐵鑄件和能夠處理熱量的心軸

任何一臺用來打磨大型部件的機器重要的設計就是大型的鋼鐵鑄件和一根能夠處理熱量的心軸。在機器成型、加強硬度和下降熱量等方面，鋼鐵鑄件仍然是最穩固的材料。

至于心軸，則必需采用內部技巧來進行冷卻，以確保心軸不會自燃或者由于高溫產生誤差。

為了使大型模具的表面達到最好的質量請求，需要一臺機器和工具來大幅度減少二次放電加工和手工拋光的時間。加工大型模具通常都需要幾天的時間，由于在加工的時候，外部條件會產生變更，要達到必要的準確度，就必需考慮到這些變更。一臺不是用來切割大型模具的機器在室溫10攝氏度的情況下會轉變6度機器圓柱的溫度，也會導致軸心角平面產生0.070mm的轉變。

（2）熱量穩固技巧

從另一個方面來說，假如利用了熱量穩固技巧，雷同的環境變更會導致3度柱體的溫度變更，或者軸心角平面轉變0.030mm。然而，機器的設計以包含了環境熱量影響，避免外部空氣影響部件的加工。假如選擇的機器是熱量恒定的，就會減少配料混雜的艱苦，從而減少手工拋光的需要。

（3）速度

需要考慮的第二個特征就是速度。軸心的轉速應當至少20,000 rpm，金屬更新的速度應當至少為30 ipm.。例如，一臺大型模具的加工中心的切割速率應為787 ipm。

（4）準確度

假如想要在同一臺機器上完成大型模具的拋光和毛坯加工，準確度是很重要的。選擇的加工中心必需能夠進行類似的精斷定位和小型機器的可重復性。

應用一臺大型模具加工中心，其精斷定位為±0.000060英寸（±0.0015 mm），可重復性為± 0.000040 英寸 (±0.001 mm)。還需要提及的一點是， 的準確度也是很重要的，必需保證在5微米之內。

（5）回饋反應

為了丈量加工的準確度，必需明白的意識到機器的反饋。尺度為1微米的反饋是很常見的。當反饋為0.050微米的時候，此時的拋光是近乎完善無瑕的。把持和規定反饋，細分螺釘都能夠改良表面拋光。

（6）軸心

另一個需要考慮的標題就是機器的軸心。大型模具機器的軸心應當能夠預先進行毛坯加工，半拋光和高質量拋光。作為一個基準，表面拋光的誤差應當在2微米左右。這種渺小的拋光特征在切斷和劃分直線的時候尤為重要，很多模具廠家為了補充工具的誤差而不得不進行手工拋光。由于大型機器要更加昂貴，購置能夠完成這三個任務的多用機器是不太現實的。

可變幾何外形臥式機器，可用于2+3加工大型的復雜模具。具有極高的準確度和免鉗表面拋光。

除此之外，軸心還應當以最小的震動來實現工具壽命的最大化。例如，用一臺大型模具加工中心加工招牌，必需能夠有30多個小時的壽命和一個速率為314 ipm 的16mm CBN 插進式拋光工具，這樣才干達到表面拋光0.336 micron Ra, 3.02 micron Rmax。在加工大型模具的時候，工具的本錢飛速增加，從工具本錢上來看，每加工一個模具，能夠使得工具壽命最大化的機器能夠節儉數千美元。

（7）可移動的，多軸頭

加工模具，尤其是復雜的大型模具，能夠移動軸頭，多軸是最好的特征。一個可變幾何外形的頂部設計能夠同時進行三軸加工，能夠深度打磨模具的孔和冷卻洞，同時也能在同一個設備上進行其他的組合切割。由于工件的尺寸和重量都轉化為很長的設備時間，應用三軸來減少設備能夠大幅度提高廠家加工大型模具的才能而不影響準確度。并且多頭的設計能夠進行斜孔加工，軸頭可以被傾斜到一個恰到利益的角度以便讓銑削點更好的進進。

多軸設計也能夠應用更短小的工具。短小的工具通常都會更堅硬，更準確，也能夠防止軸心和工具粘著在工作臺上。最后，多軸的設計能夠應用半徑邊緣來調換工具的頂端來改良表面拋光。

（8）碎片治理

碎片治理是加工大型模具的一個嚴重的標題。一些大型模具的加工中心在臺面下有18個孔來接收這些碎片，4條內置的鏈狀傳送帶朝著機器的前端高速傾泄碎片。機床和柱體都有罩子籠罩著，以避免新切割好的滾燙的碎片和冷卻劑直接接觸到鋼鐵鑄件的表面。柱體和機床以及機床下面四周的部分都是相互隔離的，這樣就能打消由于車間溫度變更而引起的鋼鐵鑄件結構的溫度變更。

假如沒有有效的碎片治理系統，大型模具機器就必定會呈現故障或導致熱量標題。

高壓冷卻劑

選擇一個大型模具加工中心最后一個重要的特征就是高壓冷卻劑。例如，用2+3的方法鉆有角度的孔，需要1000psi的冷卻劑來保證有效的碎片排放和更準確的切割。假如沒有高壓冷卻劑，工具就會攔阻碎片出孔，碎片就會再被切割一次。假如能夠有效的加工有角度的孔就能夠打消設備時間，也不再需要過剩的機械來鉆洞。

3 大型模具的例子

（1）外形的例子

這個例子的目標就是在多重地點中展現機械切削的簡略的幾何原理。用于機械制作中的零件經常被請求在不同的地點都可以實現加工的精度化。

在普通的加工把持中，刀路往往會被保持成簡略而慣例的圓形（順時針方向GO2 和逆時針方向G03）。這樣就使得機械可以繚繞核心來進行高精度工作而且不受其他把持軟件的影響。這也是機械應用多重進給率來進行精度機械加工的案例展現。

很典范地，機械設備經常被局限于單一進給率來進行精度加工。側間隙和補償被用來使單一進給率達到最大化，而這種進給率可能會被應用得最廣泛。這樣我們可以預感，假如應用單一的進給率來進行生產，其產生的錯誤馬上就會***露出來。

（2）成角度的鉆孔例子

這一例子的目標就是顯示當鉆大型孔時所應用的2＋3的硬度。一個尺度的、成型的高速鋼鉆孔機經常被用于材料的鉆孔。對于買家來說，他們不盼看他們花錢買大型碳化鉆孔機時出任何錯誤。由于這種范圍炭化鉆孔機價格太昂貴了。

高速鉆孔機不能達到炭化鉆孔機的加工程度，但對大多數生產廠家來說還是可以應用的。它可以用于大型鉆孔的尺度加工。

（3）合作加工的例子

這個例子是一個關于大型模具加工中心工作才能的測試。測試的目標就是通過一步的設定在動用所有才能的情況下來加工出一個大型的網絡。這個加工請求一步設置、一臺設置。

這種情況下的零件需要在盡可能的情況下利用一臺三軸加工機床進行毛坯加工、半拋光和高質量拋光。顯然這有些艱苦。多軸加工用于要傾斜工具角度來縮短加工長度的加工范疇。不應用多軸加工機床來完玉成部工作的原因是設備的堅硬程度以及不具備這樣多的功效。所以這個標題很簡略，就是要應用多臺多軸加工機床來完成全部加工工作。

上面這些不同的例子以及是否有多軸加工機床的參與使得每個例子的決定因素都不雷同。但是我們可以看出來，在所有案例中有一個共同的因素，那就是在應用更小直徑的時候更高的軸心速與更簡短的加工工序的聯合都是必需的。

多軸加工機械可以代替單一的機械加工機械來完成更復雜難度更高的加工工作。

這僅僅需要花費全部加工中的5％到10％的加工時間。

當零件的加工由一個三軸加工機床轉移到多軸加工機床時，零件的加工時間也隨之增加了。

評：新技巧的呈現為大型模具的加工供給了很好的解決計劃，在實際的生產把持中，只要您心中始終考慮著大型模具的加工標題以及本文所為您先容的有關機械設計要點，那么大型模具和小型模具的加工將越來越類似，越來越簡略。

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