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現(xiàn)代組合機(jī)床技術(shù)及其發(fā)展綜述
摘要：介紹現(xiàn)代組合機(jī)床技術(shù)發(fā)展的主流，分析組合機(jī)床柔性化的幾個(gè)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(jī)床綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展新動(dòng)向。
關(guān)鍵詞：組合機(jī)床、機(jī)床技術(shù)、自動(dòng)線、發(fā)展
1．機(jī)床及自動(dòng)線概述
組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對(duì)一種或若干種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的機(jī)床。它能夠?qū)ぜM(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位同時(shí)加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、樘孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序，隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，它能完成的工藝范圍日益擴(kuò)大。在組合機(jī)床自動(dòng)線上可以完成一些非切削工序，例如：打印、清洗、熱處理、簡(jiǎn)單的裝配、試驗(yàn)和在線自動(dòng)檢查等工序。
組合機(jī)床及自動(dòng)線所使用的通用部件是具有特定功能，按標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則設(shè)計(jì)、制造的組合機(jī)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(tái)組合機(jī)床上全部加工完成，這就需要用多臺(tái)組合機(jī)床加工，按工件加工順序依次排列，組成組合機(jī)床流水線，在組合機(jī)床流水線的基礎(chǔ)上，發(fā)展成組合機(jī)床自動(dòng)線。
組合機(jī)床與通用機(jī)床、其它專用機(jī)床比較，具有以下特點(diǎn)：
（1）組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約占全部機(jī)床零、部件總量的70%~80%，因此，設(shè)計(jì)和制造周期短，經(jīng)濟(jì)效益好。
（2）由于組合機(jī)床采用多刀加工，機(jī)床自動(dòng)化程度高，因此比通用機(jī)床生產(chǎn)率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動(dòng)強(qiáng)度低。
（3）組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過(guò)周密設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，又有專門廠家成批生產(chǎn)，它與一般專用機(jī)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(jī)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(duì)操作工人的技術(shù)要求不高。
（5）當(dāng)機(jī)床被加工的產(chǎn)品更新時(shí)，專用機(jī)床的大部分部件要作廢。組合機(jī)床的通用部件是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，并等效于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此其通用部件可以重復(fù)使用，不必另行設(shè)計(jì)和制造。
（6）組合機(jī)床易于連接組合機(jī)床自動(dòng)線，以適應(yīng)大規(guī)模和自動(dòng)化生產(chǎn)需要。
2．組合機(jī)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(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)、專用刀具的復(fù)合工藝，直接利用軟件進(jìn)行誤差補(bǔ)償方法，組合機(jī)床加工精度正在不斷提高。
現(xiàn)階段在組合機(jī)床上加工大平面的平面度已達(dá)到1m長(zhǎng)上0.02~0.04mm。粗糙度達(dá)到Ra0.4~0.8um；孔徑精度達(dá)到0.0015~0.055mm。定位銷孔的中心距精度達(dá)到±0.013mm；一般孔位置精度達(dá)到±0.02~±0.025mm；單向鏜孔的同軸度達(dá)到0.005~ 0.01mm。雙向鏜孔的同軸度達(dá)到0.015~0.02mm；一些特種加工工藝的精度：如止口精度可達(dá)到0.015~0.02mm。缸蓋閥座及導(dǎo)管孔的同軸度達(dá)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(dòng)滑臺(tái)、數(shù)控滑臺(tái)、數(shù)控三坐標(biāo)加工模塊、多軸箱儲(chǔ)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(jì)原則將常規(guī)組合機(jī)床的通用部件和加工中心的組成模塊統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，組成新的型譜，也是一種新的趨勢(shì)。為了適應(yīng)組合機(jī)床制造廠發(fā)展柔性制造系統(tǒng)等綜合自動(dòng)化的需要，誕生了像可編程伺服驅(qū)動(dòng)位置控制裝置、計(jì)算機(jī)數(shù)控滑臺(tái)、機(jī)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(kù)系統(tǒng)等配套性通用部件模塊。
4組合機(jī)床應(yīng)用范圍的擴(kuò)展
現(xiàn)代組合機(jī)床已經(jīng)逐漸打破了通常認(rèn)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(kuò)展。
組合機(jī)床加工旋轉(zhuǎn)體零件的情況下，采用組合機(jī)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(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床上進(jìn)行兩端同時(shí)加工，其優(yōu)點(diǎn)是工序集中，省去調(diào)頭加工，增加了刀具及其驅(qū)動(dòng)部件的布置空間。
現(xiàn)代成批大量生產(chǎn)的儀表、精密機(jī)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(jìn)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(shí)，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(jī)床加工這類零件時(shí)，要作專門的設(shè)計(jì)，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(jī)床稱為小型組合機(jī)床，自成體系，發(fā)展迅速。
5．組合機(jī)床自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展
組合機(jī)床自動(dòng)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(dòng)化技術(shù)給組合機(jī)床綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，帶來(lái)根本性的變革。其中，自動(dòng)裝配機(jī)也得到了發(fā)展。
現(xiàn)代自動(dòng)裝配機(jī)廣泛采用了組合機(jī)床原理及相關(guān)技術(shù)，現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，裝配工作量占據(jù)愈來(lái)愈大的比重。為此，裝配作業(yè)自動(dòng)化技術(shù)得到了迅速發(fā)展。目前，國(guó)外自動(dòng)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(cè)及產(chǎn)品總裝后的試車、檢驗(yàn)、注油、噴漆、包裝等工序，一些綜合自動(dòng)化加工系統(tǒng)內(nèi)通常設(shè)有自動(dòng)裝配工序。
一個(gè)現(xiàn)代化自動(dòng)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(cè)裝置所組成。這些系統(tǒng)裝置的設(shè)計(jì)原則和組合機(jī)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(duì)象時(shí)只是夾具不同。自動(dòng)裝配機(jī)的通用部件中也有裝配工作頭、裝配機(jī)主體、供料裝置及檢測(cè)裝置等。目前，世界各國(guó)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(jī)來(lái)替代連續(xù)輸送式裝配機(jī)，發(fā)展具有柔性及可進(jìn)行多品種裝配的自動(dòng)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(jī)器人由于可在一次動(dòng)作循環(huán)中靈活完成各種動(dòng)作，可代替裝配機(jī)許多復(fù)雜部件的動(dòng)作，從而大大簡(jiǎn)化裝配機(jī)自身的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。工業(yè)機(jī)器人有固定程序的，也有計(jì)算機(jī)控制的，其采用大大增加了自動(dòng)裝配線的柔性。
參考文獻(xiàn)
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