关于组合机床发展状况的综述文献综述

关于组合机床发展状况的综述 摘要 本文主要介绍组合机床的发展背景、发展现状及其今后发展关键词 组合机床 制造业技术 技术装备和机床的发展Abstract: Present state and development direction of modular machine tool technology and equipment at home and abroad are summarized.Keywords: Modular machine,Manufacturing technology,Development of technical equipment and tooling发展历史 世界上第一台组合机床于1908年在美国问世，30年代后组合机床在世界各国得到迅速发展。至今，它已成为现代制造工程（尤其是箱体零件加工）的关键设备之一。到“八五”期间，组合机床行业呈现出以下几个明显的变化：(1)服务对象由过去的农业机械、载货汽车向以轿车工业为重点服务对象的转移;(2)组合机床产品由过去的“刚性”组合机床向具有一定柔性、可实现多品种加工方向变化;(3)组合机床的加工精度由过去大多完成粗、半精加工向精加工方向转变;(4)组合机床制造技术由过去的以机加工为主的单机及自动线向综合成套方向转化;(5)组合机床的控制技术由传统的程序控制技术向数控、计算机管理与监控方向发展;(6)组合机床的开发设计手段由过去的人工设计,转向计算机辅助设计(CAD);(7)行业产业结构由过去的“大而重”、“小而全”,开始向专业化、集团化和股份制转变。“八五”期间,组合机床行业企业加大了技术改造的投入,加快了技术改造步伐,使行业企业的装备条件和水平有了较大改善。在技改项目的实施上,把解决问题的重点,从扩大调试场地转向提高装备条件和制造工艺上,重点骨干企业的装备水平已接近国外同行业企业的水平。新建的调试场地均增加了地沟或冷却排屑装置,可适应自动线连线试切的需要。我国加入WTO以后,制造业所面临的机遇与挑战并存。组合机床行业企业适时调整战略,采取了积极的应对策略,出现了产、销两旺的良好势头2 组合机床技术的发展及装备现状 组合机床技术虽然取得了较大的进步与发展。但是,在制造技术高速发展的今天,由于基础比较薄弱,从整体看,与国外先进水平、与国内用户的要求都还存在着一定的差距,主要表现在:产品可靠性较差,难以适应轿车工业等大批量生产的要求;可调可变性、柔性较差,缺少必要的适应多品种加工的新品种;系列化、通用化、模块化程度低,致使制造周期过长,满足不了用户要求;科学管理、成本控制水平不高,在市场上缺乏竞争力;生产周期长、拖期交货现象时有发生,在用户中信誉度还不高,等等。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用,因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制,它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件(近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额),完成钻孔、扩孔、铰孔,加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台,在孔内镗各种形状槽,以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多,有大型组合机床和小型组合机床,有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式,还有多工位回转台式组合机床等;随着技术的不断进步,一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受到人们的青睐,它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换,配以可编程序控制器(PLC)、数字控制(NC)等,能任意改变工作循环控制和驱动系统,并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外,近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机(清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线)等在组合机床行业中所占份额也越来越大。3组合机床发展趋势80年代以来,国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上,正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展,实现了机床工作程序软件化、工序高度集中、高效短节拍和多种功能的自动监控。组合机床技术的发展趋势是:(1)广泛应用数控技术国外主要的组合机床生产厂家都有自己的系列化完整的数控组合机床通用部件,在组合机床上不仅一般动力部件应用数控技术,而且夹具的转位或转角、换箱装置的自动分度与定位也都应用数控技术,从而进一步提高了组合机床的工作可靠性和加工精度。广州标致汽车公司由法国雷诺公司购置的缸盖加工生产线,就是由三台自动换箱组合机床组成的,其全部动作均为数控,包括自动上下料的交换工作台、环形主轴箱库、动力部件和夹具的运动,其节拍时间为58秒。(2)发展柔性技术80年代以来,国外对中大批量生产,多品种加工装备采取了一系列的可调、可变、可换措施,使加工装备具有了一定的柔性。如先后发展了转塔动力头、可换主轴箱等组成的组合机床;同时根据加工中心的发展,开发了二坐标、三坐标模块化的加工单元,并以此为基础组成了柔性加工自动线(FTL)。这种结构的变化,既可以实现多品种加工要求的调整变化快速灵敏,又可以使机床配置更加灵活多样。(3)发展综合自动化技术汽车工业的大发展,对自动化制造技术提出了许多新的需求,大批量生产的高效率,要求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序,而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序,以及下线后的自动码垛、装箱等。德国大众汽车公司KASSEL变速箱厂1987年投入使用的造价9000万马克的齿轮箱和离合器壳生产线,就是这种综合自动化制等。德国大众汽车公司KASSEL变速箱厂1987年投入使用的造价9000万马克的齿轮箱和离合器壳生产线,就是这种综合自动化制造系统的典范。该系统由两条相似对称布置的自动线组成,三班制工作,每条线日产2000件,节拍时间为40秒。全线由12台双面组合机床、18台三坐标加工单元、空架机器人、线两端的毛坯库和三坐标测量机组成,可实现3种零件的加工。空架机器人完成工件下线的码垛装箱工作。随着综合自动化技术的发展,出现了一批专门从事装配、试验、检测、清洗等装备的专业生产厂家,进一步提高了制造系统的配套水平。(4)进一步提高工序集中程度国外为了减少机床数量,节省占地面积,对组合机床这种工序集中程度高的产品,继续采取各种措施,进一步提高工序集中程度。如采用十字滑台、多坐标通用部件、移动主轴箱、双头镗孔、车端面头等组成机床或在夹具部位设置刀库,通过换刀加工实现工序集中,从而可最大限度地发挥设备的效能,获取更好的经济效益。参考文献1 陈昌年.组合机床与自动化加工技术, 国产组合机床、专用机床的现状和发展.1996年,第8期,8-102 WMEM编辑部特派记者.新技术与新产品的集结第21届日本国际机床展(JIMTOF2002)综述.中国机床工具报,2002,(5) 12:1-23 徐旭东，周菊琪.现