实现大型复杂模具的简单加工（三）

HEATS

　　6.可移动的多轴加工头

: r% a' z9 c* l% }

　　由于模具尺寸和重量的限制，一般装夹工件需要花费很长的时间。因此，采用3轴联动加工中心不仅减少了工件的调试装夹次数，而且又不影响机床的加工精度，从而使车间加工大型模具的生产能力大大提高。

7 h+ V2 B. B) ]* S% ^0 ^ 3 {0 Q2 p5 I4 f3 q

　　可移动的多轴加工头可以用于加工结构特别复杂的大型模具，按可变几何形状设计的加工头可允许3轴联动加工，仅需一次装夹工件，便可铣削加工型腔很深的模具和冷却孔，以及切削加工许多其他几何形状复杂的部位。例如，当主轴以最佳的角度倾斜时，可提高加工头对铣削加工点的接近程度，这样便可实现利用多轴加工头完成对斜孔的加工。

$ w, w* \0 T& h

　　此外，由于多轴加工头加工工件表面时，采用的是刀具的半径刀刃而不是刀具的刀尖，因此可提高表面粗糙度。

7 z' ^8 R, {9 F1 x; \8 A

　　7.切屑管理

' ~: T/ m# \- A/ J) U 7 s4 M% f& M7 q" F

　　金属切削加工时会产生大量的切屑，如果不能及时排除，必然会导致二次切削，以及造成机床结构部件或者工件表面的温升。大型模具加工中心的工作台下面通常具有18个排屑孔，不管工作台移动到什么位置，都能够可靠地排除切屑。机床上有4条内置铰链式切屑传送带，以很高的速度将切屑排送到机床前面。

0 Q6 O0 s( }' s+ y& W ' \2 B: z/ ^: V2 i2 ~9 e/ J5 b

　　8.高压冷却液

- f8 Q0 ]. F N0 z* z + W5 }( |2 N0 x# p% q; x4 z7 Z/ ^

　　在大型模具加工时，高压冷却液有着非常重要的作用。例如，在采用2+3轴的加工方法钻削斜孔时，需要压力为1000psi(1psi=6890Pa)的冷却液才能有效地排除切屑，并达到更高精度的切削。而如果没有这种高压冷却液，则在加工斜孔时，需要增添额外的机床，需要二次装卡，降低加工精度，而且增加周期成本。

7 j6 N' i* }8 |, z0 ^5 [% `- B* r( K0 E 4 @7 @6 s& J. p9 @' E3 E. a' I

　　根据以上分析可以看出，实现对大型模具的简单加工需要机床具有更多、更好的功能。牧野开发的新型MCC2516VG3轴卧式加工中心，主轴转速可达15000r/min，并采用了“轴芯冷却”方式和“轴承内压润滑”功能，保证主轴及其附属轴承可以得到及时、有效地冷却。此外，主轴不仅可沿横向的X轴、垂直方向的Y轴和前后方向的Z轴方向运动，还可配合A轴和C轴转动。由于具备2种分度功能，因此不仅可减轻调整作业量，还可切削结构复杂的工件，例如保险杠、仪表盘和汽车头灯透镜等。

@- K* G; s- I) F) ~* \, j# J

　　汽车仪表板模具加工

　　汽车仪表板是汽车内饰件当中最为重要的组成部分，仪表板的造型和产品表面质量对整车的性能、美感及产品销售至关重要。牧野MCC2516VG型机床是专门为大型、复杂模具2+3轴加工而设计制造的主轴角度可随工件的几何形状作变换的卧式加工中心，其加工精度达到超高水平，加工后的模具表面粗糙度极高，不需钳工进一步打磨处理。可以实现在一台机床、一次装卡的前提下，利用加工头倾斜加工和尖端加工完成全部加工任务。

* [; r% x I- U% `- I- `& y

　　一般来说，诸如汽车仪表板之类的大型模具产品应该尽量采用一台3轴机床完成粗加工、半精加工和精加工，多轴加工机床由于结构刚性问题而不适用于粗加工，所以不能在多轴加工机床上完成大型模具的全部加工工序。但也有特殊情况。加工过程中有一条不变的准则：凡是加工直径较小的几何形状，需要采用较高主轴转速和较短刀具相结合的方法。对于大型模具上的细小难加工部位进行精加工时，应该采用多轴机床，因为这种加工只占据总加工时间的5%～10%。但是，如果将这种零件从3轴机床上转移到多轴机床上加工时，零件的加工时间将会大幅度上升。

& w& C/ K5 a8 p2 G- a* O' N( |. T, b

　　结语

　　汽车工业的发展，对模具产业提出了越来越高的要求。对于大型模具产品的加工，依托现有的技术是完全可以实现的。只要我们清楚模具加工的关键以及机床的设计特性，我们就完全可以实现像加工小型模具那样简单、快速地加工大型复杂模具。

) P% Q( W. h" l8 } Z1 o$ c' O; z