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現(xiàn)代組合機床技術(shù)及其發(fā)展綜述
摘要：介紹現(xiàn)代組合機床技術(shù)發(fā)展的主流，分析組合機床柔性化的幾個主要方面和通用部件、加工精度、應(yīng)用范圍等現(xiàn)狀及發(fā)展，從柔性制造技術(shù)角度介紹了組合機床綜合自動化技術(shù)的發(fā)展新動向。
關(guān)鍵詞：組合機床、機床技術(shù)、自動線、發(fā)展
1．機床及自動線概述
組合機床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對一種或若干種工件按預(yù)先確定的工序進行加工的機床。它能夠?qū)ぜM行多刀、多軸、多面、多工位同時加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、樘孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序，隨著組合機床技術(shù)的發(fā)展，它能完成的工藝范圍日益擴大。在組合機床自動線上可以完成一些非切削工序，例如：打印、清洗、熱處理、簡單的裝配、試驗和在線自動檢查等工序。
組合機床及自動線所使用的通用部件是具有特定功能，按標(biāo)準化、系列化、通用化原則設(shè)計、制造的組合機床基礎(chǔ)部件。每種通用部件有合理的規(guī)格尺寸系列，有適用的技術(shù)參數(shù)和完善的配套關(guān)系。
許多大型、形狀復(fù)雜的工件，需要的加工工序很多，不可能在一臺組合機床上全部加工完成，這就需要用多臺組合機床加工，按工件加工順序依次排列，組成組合機床流水線，在組合機床流水線的基礎(chǔ)上，發(fā)展成組合機床自動線。
組合機床與通用機床、其它專用機床比較，具有以下特點：
（1）組合機床上的通用部件和標(biāo)準零件約占全部機床零、部件總量的70%~80%，因此，設(shè)計和制造周期短，經(jīng)濟效益好。
（2）由于組合機床采用多刀加工，機床自動化程度高，因此比通用機床生產(chǎn)率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動強度低。
（3）組合機床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計和長期生產(chǎn)實踐考驗的，又有專門廠家成批生產(chǎn)，它與一般專用機床比較，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。
（4）組合機床加工工件，由于采用專用夾具、組合刀具和導(dǎo)向裝置等，產(chǎn)品加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術(shù)要求不高。
（5）當(dāng)機床被加工的產(chǎn)品更新時，專用機床的大部分部件要作廢。組合機床的通用部件是根據(jù)國家標(biāo)準設(shè)計的，并等效于國家標(biāo)準，因此其通用部件可以重復(fù)使用，不必另行設(shè)計和制造。
（6）組合機床易于連接組合機床自動線，以適應(yīng)大規(guī)模和自動化生產(chǎn)需要。
2．組合機床加工精度的提高
由于采用了新的結(jié)構(gòu)、新刀具、新工藝方法、刀具自動補償系統(tǒng)、專用刀具的復(fù)合工藝，直接利用軟件進行誤差補償方法，組合機床加工精度正在不斷提高。
現(xiàn)階段在組合機床上加工大平面的平面度已達到1m長上0.02~0.04mm。粗糙度達到Ra0.4~0.8um；孔徑精度達到0.0015~0.055mm。定位銷孔的中心距精度達到±0.013mm；一般孔位置精度達到±0.02~±0.025mm；單向鏜孔的同軸度達到0.005~ 0.01mm。雙向鏜孔的同軸度達到0.015~0.02mm；一些特種加工工藝的精度：如止口精度可達到0.015~0.02mm。缸蓋閥座及導(dǎo)管孔的同軸度達到0.00750~0.01mm。
3．通用部件技術(shù)的發(fā)展
除了傳統(tǒng)的通用部件以外，各主要通用部件制造廠相繼發(fā)展了直流伺服驅(qū)動滑臺、數(shù)控滑臺、數(shù)控三坐標(biāo)加工模塊、多軸箱儲存和多軸箱更換裝置等新一代通用部件。采用模塊化設(shè)計原則將常規(guī)組合機床的通用部件和加工中心的組成模塊統(tǒng)籌設(shè)計，組成新的型譜，也是一種新的趨勢。為了適應(yīng)組合機床制造廠發(fā)展柔性制造系統(tǒng)等綜合自動化的需要，誕生了像可編程伺服驅(qū)動位置控制裝置、計算機數(shù)控滑臺、機器人裝卸料系統(tǒng)、帶誤差信息屏幕顯示的診斷裝置、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等配套性通用部件模塊。
4組合機床應(yīng)用范圍的擴展
現(xiàn)代組合機床已經(jīng)逐漸打破了通常認為只適用于箱體類零件加工的模式，其功能和應(yīng)用范圍正在不斷地延伸和擴展。
組合機床加工旋轉(zhuǎn)體零件的情況下，采用組合機床加工軸類和盤類零件具有明顯的優(yōu)越性。一些軸件，尤其是大型軸件，可以用旋轉(zhuǎn)夾具夾持中部，在組合機床或?qū)Ｓ脵C床上進行兩端同時加工，其優(yōu)點是工序集中，省去調(diào)頭加工，增加了刀具及其驅(qū)動部件的布置空間。
現(xiàn)代成批大量生產(chǎn)的儀表、精密機械、家用電器、鐘表等工業(yè)部門，常有小型箱體類、蓋罩類、連桿撥叉類、雜件等小型異形零件。這類零件由于廣泛采用先進高效的毛坯制造工藝，金屬切除量較小，且大部分零件的材質(zhì)是鋁合金或銅合金，加工時，切削力較小。由于生產(chǎn)節(jié)拍短，要求有極高的生產(chǎn)率。用組合機床加工這類零件時，要作專門的設(shè)計，以適應(yīng)這類零件構(gòu)造和加工上的特殊性。通常加工這類零件的組合機床稱為小型組合機床，自成體系，發(fā)展迅速。
5．組合機床自動化技術(shù)的發(fā)展
組合機床自動線主要用于大批量生產(chǎn)。雖然技術(shù)已很成熟，但一般利用率低、缺乏柔性，難以適應(yīng)現(xiàn)代中批量輪番生產(chǎn)的需要，現(xiàn)代柔性自動化技術(shù)給組合機床綜合自動化技術(shù)的發(fā)展，帶來根本性的變革。其中，自動裝配機也得到了發(fā)展。
現(xiàn)代自動裝配機廣泛采用了組合機床原理及相關(guān)技術(shù)，現(xiàn)代機電產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，裝配工作量占據(jù)愈來愈大的比重。為此，裝配作業(yè)自動化技術(shù)得到了迅速發(fā)展。目前，國外自動化裝配工藝、已從零件緊固連接、壓入、扭合、鉚接、粘接、焊接等基本作業(yè)方式，發(fā)展到去毛刺、清洗、檢測及產(chǎn)品總裝后的試車、檢驗、注油、噴漆、包裝等工序，一些綜合自動化加工系統(tǒng)內(nèi)通常設(shè)有自動裝配工序。
一個現(xiàn)代化自動裝配系統(tǒng)。由裝配元件及裝配主體件的供料及輸送系統(tǒng)，裝配裝置及控制和檢測裝置所組成。這些系統(tǒng)裝置的設(shè)計原則和組合機床及其相似：結(jié)構(gòu)典型，部件和組件通用，形式統(tǒng)一。用于不同裝配對象時只是夾具不同。自動裝配機的通用部件中也有裝配工作頭、裝配機主體、供料裝置及檢測裝置等。目前，世界各國都大力發(fā)展通用化程度較高的直線或回轉(zhuǎn)型間歇輸送式裝配機來替代連續(xù)輸送式裝配機，發(fā)展具有柔性及可進行多品種裝配的自動裝配線。該種裝配線廣泛采用：“功能模塊式結(jié)構(gòu)技術(shù)”，采用柔性連接的輸送方式。工業(yè)機器人由于可在一次動作循環(huán)中靈活完成各種動作，可代替裝配機許多復(fù)雜部件的動作，從而大大簡化裝配機自身的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。工業(yè)機器人有固定程序的，也有計算機控制的，其采用大大增加了自動裝配線的柔性。
參考文獻
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