文獻綜述一個國家要繁榮富強，必須實現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術的現(xiàn)代化，這就需要一個強大的機械制造業(yè)為國民經(jīng)濟各部門提供現(xiàn)代化的先進技術設備與裝備，即各種機器、儀器和工具等。然而，一個現(xiàn)代化的機械制造業(yè)必須要有一個現(xiàn)代化的機床制造業(yè)做后盾。機床工業(yè)是機械制造業(yè)的“裝備部” 、 “總工藝師” ，對國民經(jīng)濟發(fā)展起著重大作用。因此，許多國家都十分重視本國機床工業(yè)的發(fā)展和機床技術水平的提高，使本國國民經(jīng)濟的發(fā)展建立在堅實可靠的基礎上。機床是人類在長期生產(chǎn)實踐中，不斷改進生產(chǎn)工具的基礎上生產(chǎn)的，并隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和科學技術的進步而漸趨完善。然而木制機床是最原始的，一般都是由人力或畜力驅(qū)動來所有運動，主要包括陶瓷制品的泥坯、石料和加工木料，嚴格來說它們并不是一種完整機器。從 18 世紀中葉才開始發(fā)展起來現(xiàn)代意義上的可用來加工金屬機械零件的機床。當時，一些工業(yè)最發(fā)達的歐美國家，開始了從工場手工業(yè)向機器大工業(yè)生產(chǎn)方式的過度，這就需要更多的各種機器，從而推動了機床的迅速發(fā)展。為使發(fā)明的蒸汽機實現(xiàn)實用，1770 年前后創(chuàng)制了鏜床來鏜削蒸汽機汽缸內(nèi)孔。1797 年發(fā)明了車床并能帶有機動刀架的，開創(chuàng)了由機械代替人手控制刀具運動的先聲，不僅人的雙手被解放了，起了一個飛躍的是機床的加工精度和工效，現(xiàn)代機床的雛型從而初步形成了。續(xù)車床之后，隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，也陸續(xù)被創(chuàng)制出來了其他各種機床。至 19 世紀末，已先后形成了銑床、鉆床、拉床、車床、鏜床、刨床、磨床、齒輪加工機床等基本類型的機床。上世紀初以來，由于相繼出現(xiàn)了硬質(zhì)合金和高速鋼等新型刀具材料，不斷提高了刀具切削性能，促使機床沿著增強結(jié)構剛度、加大驅(qū)動功率和提高主軸轉(zhuǎn)速的方向發(fā)展。與此同時，由于液壓、齒輪、電動機、電氣和軸承等技術有了很大的發(fā)展，也相應的改進了機床的控制、結(jié)構和轉(zhuǎn)動等方面，顯著提高了加工精度和生產(chǎn)率。此外，為了使機械制造業(yè)越來越多的各種使用要求得到滿足，也與日俱增發(fā)展了機床的品種，例如，各種高效率精密機床、重型機床、自動化機床以及特殊材料需要和適應加工特殊形狀的特種加工機床相繼問世。50 年代，數(shù)控機床是在綜合應用機床設計、自動控制、計算技術、電子技術和檢測技術等各個領域最新研究成果的基礎上發(fā)展起來的，與早期發(fā)展的僅適用在大批量生產(chǎn)的繼電器接觸器控制和純機械控制的自動化相比，機床自動化具有很高柔性，即使在小批量和單件生產(chǎn)中也能得到經(jīng)濟的使用，從而使機床自動化進入了一個嶄新的階段。總的看機床的發(fā)展史，它總是隨著科學技術的進步和機械工業(yè)的擴大而發(fā)展，并始終圍繞著不斷提高擴大產(chǎn)品品種、自動化程度、加工精度和生產(chǎn)效率而進行的，現(xiàn)代機床總的趨勢仍然是繼續(xù)沿著這一方向發(fā)展。一 機床的行業(yè)現(xiàn)狀我國的機床工業(yè)是在 1949 年新中國成立后才開始建立起來的。我國既沒有獨立的機械制造業(yè)，更談不上機床制造業(yè)使得我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常落后是由于 19 世紀中葉以后帝國主義的侵略和掠奪和解放前長期的封鎖統(tǒng)治的原因。到解放前夕，一些規(guī)模比較小的機械廠在全國只有少數(shù)城市中制造少量簡單的砂輪、牛頭刨床和皮帶車間等；1949 年全國的機床產(chǎn)量僅 1000 多臺，品種不到10 個。解放后，機床工業(yè)的發(fā)展受到黨和人民政府的十分重視。在解放初期的三年經(jīng)濟恢復時期，專業(yè)廠就是就把一些原來的機械修配廠改建的；隨后又陸續(xù)擴建、新建了一系列機床廠是在開始的幾個五年計劃期間。我國機床工業(yè)從小到大，從無到有的過程是經(jīng)過了 50 多年的建設，現(xiàn)在已經(jīng)具有一定實力的機床工業(yè)體系，且門類比較齊全，能生產(chǎn) 5000 多種機床通用品種，數(shù)控機床 1500多種；不僅每年還有一定數(shù)量的機床出口，而且裝備了國內(nèi)的工業(yè)。我國機床行業(yè)的成就是巨大的，發(fā)展也是迅速的。但起步晚、底子薄的原因?qū)е铝伺c世界先進水平相比，還有很大的差距。為了適應我國國防、農(nóng)業(yè)、科學技術現(xiàn)代化和工業(yè)的需要，在國際市場上為了提高機床產(chǎn)品的競爭能力，必須加強工藝試驗研究，深入開展機床基礎理論研究，大力開發(fā)重型、精密數(shù)控機床，使我國的機床工業(yè)盡早進入世界先進行列?，F(xiàn)代制造工程從各個角度對組合機床提出了愈來愈高的要求，而組合機床也在不斷吸取新技術成果而完善和發(fā)展。我國加入 WTO 以后，制造業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)并存、組合機床行業(yè)企業(yè)適時調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應對策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭，截至 2005 年 4 月份，組合機床行業(yè)企業(yè)僅組合機床一項，據(jù)不完全統(tǒng)計產(chǎn)量已達1000 余臺，產(chǎn)值達 3.9 個億以上，較 2004 年同比增長了 10%以上，另外組合機床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費值等經(jīng)濟指標均有不同程度的增長，新產(chǎn)品、新技術較去年年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運營狀況良好二 組合機床的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀世界上第一臺組合機床于 1908 年在美國問世，30 年代后在世界各國得到迅速發(fā)展的是組合機床。至今，成為它的關鍵設備之一是現(xiàn)代制造工程（尤其是箱體零件加工） 。從各個角度來看現(xiàn)代制造工程對組合機床提出了愈來愈高的要求，而組合機床也在不斷吸取新技術成果而完善和發(fā)展 [1]。1 國內(nèi)組合機床現(xiàn)狀我國加入 WTO 以后，經(jīng)濟指標如全員工資總額、產(chǎn)品銷售率、出口交費值、組合機床行業(yè)增加值等均有不同程度的增長，新技術、新產(chǎn)品較去年年均有大幅度提高，可判斷行業(yè)企業(yè)運營狀況良好。（1）行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構的變化組合機床行業(yè)企業(yè)主要針對內(nèi)燃機、摩托車、汽車、化工機械、工程機械、農(nóng)機、軍工、家電、輕工及能源行業(yè)提供專用設備，與世界機床進一步接軌是隨著我國加入 WTO 后，產(chǎn)品開始向柔性化、數(shù)控化轉(zhuǎn)變在組合機床行業(yè)企業(yè)。從企業(yè)生產(chǎn)近兩年的情況來看，加工中心與數(shù)控機床的市場需求量在上升，有下降趨勢的為傳統(tǒng)的銑、鏜、鉆組合機床，中國機床工具工業(yè)學會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個全國大型重點企業(yè)生產(chǎn)情況看，截至 2005 年 4 月份，加工中心、數(shù)控機床的產(chǎn)值已接近 2003 年全年水平，故市場在向成套工藝裝備、高精制造技術和數(shù)控方面發(fā)展。（2）行業(yè)企業(yè)的快速轉(zhuǎn)變“九五”后期，在組合機床行業(yè)企業(yè)的機床分會會員中，只有兩家企業(yè)實行了股份改造。而從 2001 至 2002 年不到兩年的時間，有十幾家企業(yè)實行股份制就先后進行了改造，幾乎全部退出國有轉(zhuǎn)為民營的是一些小廠，現(xiàn)在也在醞釀股份制改造的是一些國家重點國有企業(yè)，轉(zhuǎn)制已勢不可檔， “民營經(jīng)濟在經(jīng)歷了 4 個階段后分別從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視，煥發(fā)勃勃生機。 ”組合機床行業(yè)企業(yè)正在以民營化、股份制等多種形式快速發(fā)展。（3）組合機床技術裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜合自動化度較高且集機電于一體的成套工藝裝備和制造技術的為組合機床及其自動線。它的特征是經(jīng)濟實用、高質(zhì)、高效，因而被廣泛應用在家電行業(yè)、工程機械、軍工、能源、輕工、交通。傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線在我國主要采用液壓控制、機、電、氣，生產(chǎn)批量比較大的大中型的軸類零件和箱體類是它的加工對象主要（近年也占一定份額的為研制的組合機床加工連桿、板件等） ，完成鉆、擴、鉸孔后接著加工各種鏜孔、螺紋、車凸臺和端面，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削成型面和平面等。組合機床的分類繁多，有小型組合機床和大型組合機床，有傾斜式、復合式、單面、雙面、三面、立式、臥式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺組合機床等；隨著不斷進步的技術，一種新型的柔性組合機床組合機床越來越受人們的青睞，它應用可換主軸箱、多位主軸箱、刀具的自動更換和編碼隨行夾具，配以數(shù)字控制（NC） 、可編程序控制器（PLC）等，能任意改變驅(qū)動系統(tǒng)和工作循環(huán)控制，可調(diào)可變的組合機床能靈活適應多種加工。另外，近年來，在組合機床行業(yè)中所占份額也越來越大的是機床輔機、數(shù)控組合機床、組合機床加工中心等。由于技術綜合性很高的高技術專用產(chǎn)品的組合機床及其自動線，是根據(jù)用戶特殊需求而設計的，它涉及到測量、控制、加工工藝、刀具、診斷監(jiān)控、清洗、試漏和裝配等技術。我國在組合機床及其組合機床自動線方面總體水平比發(fā)達國家相對落后，國內(nèi)所需的一些比較高水平組合機床及自動線幾乎都依靠國外進口。產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高是由于工藝裝備的大量進口以致投資規(guī)模的擴大的原因。因此，市場要求我們不斷研制新產(chǎn)品、開發(fā)新技術、新工藝，由過去的“剛性”機床結(jié)構轉(zhuǎn)向“柔性”化方向發(fā)展來滿足用戶需要，成為柔性高的自動化裝備。2 國外組合機床現(xiàn)狀80 年代以來，在滿足效率和精度要求的基礎上，國外組合機床技術正朝著具備柔性和綜合成套的方向發(fā)展。組合機床的機床配置的靈活多樣方面、多品種加工的柔性以及加工精度均有突破性的新進展，實現(xiàn)了機床工作程序軟件化、多功能監(jiān)控、高效短節(jié)拍和工序高度集中。三 組合機床技術的發(fā)展趨勢（1）數(shù)控技術廣泛應用系列化完整的數(shù)控組合機床通用部件在國外主要的組合機床生產(chǎn)廠家很通用，在組合機床上應用數(shù)控技術的不僅是一般動力部件，而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的定位與自動分度也是，從而進一步提高了組合機床的工作加工精度和可靠性。廣州標致汽車公司的就是由三臺自動換箱組合機床組成的缸蓋加工生產(chǎn)線，其全部動作均為數(shù)控，包括環(huán)形主軸箱庫、自動上下料的交換工作臺、夾具的運動和動力部件。(2)柔性技術發(fā)展80 年代以來，國外采取了一系列的可換、可變、可調(diào)措施對于中大批量生產(chǎn)，多品種加工裝備，使加工裝備具備了一定的柔性。如先后發(fā)展了可換主軸箱、轉(zhuǎn)塔動力頭等組成的組合機床；同時開發(fā)了二坐標、三坐標模塊化的加工單元是根據(jù)加工中心的發(fā)展來做的，并在此基礎上組成了柔性加工自動線(FTL)。這種結(jié)構的變化，既可以使機床配置更加靈活多樣，又可以實現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整快速靈敏變化。(3)綜合自動化技術發(fā)展對自動化制造技術提出了很多新的需求是隨著汽車工業(yè)的大發(fā)展來進行的，由于大批量生產(chǎn)高效率，這就要求制造系統(tǒng)不但能完成一般的機械加工工序，而且能完成從毛坯進線到成品下線的零件加工全部工序，以及下線后的自動碼垛、裝箱等。綜合自動化制造系統(tǒng)的典范是 1987 年德國大眾汽車公司的KASSEL 變速箱廠投入使用的離合器殼和齒輪箱生產(chǎn)線。一批專門從事檢測、試驗、裝配、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家是隨著綜合自動化技術的發(fā)展而出現(xiàn)的，制造系統(tǒng)的配套水平進一步提高了。(4)工序集中程度進一步提高國外對組合機床這種工序集中程度高的產(chǎn)品，繼續(xù)采取各種措施是為了節(jié)省占地面積，減少機床數(shù)量，進一步提高工序集中程度。如采用雙頭鏜孔車端面頭、十字滑臺、移動主軸箱、多坐標通用部件等組成機床或在夾具部位設置刀庫，可最大限度地發(fā)揮設備的效能可以通過換刀加工實現(xiàn)工序集中，獲取更好的經(jīng)濟效益。四、參考文獻[1]《數(shù)控銑床設計》 機械工業(yè)出版社[2]《金屬切削機床概論》 機械工業(yè)出版社[3]《機械設計課程設計手冊》 高等教育出版社[4]《機電一體化系統(tǒng)設計手冊》 國防工業(yè)出版社[5]《金屬切削機床設計手冊》 機械工業(yè)出版社 [6]《機械零件設計手冊》 （第二版） （上冊） 冶金工業(yè)出版社[7]《機械設計》 濮良貴 主編 （第七版） 高等教育出版社 [8]《數(shù)控技術》 王永章、杜君文主編 高等教育出版社[9]《機床設計手冊》 （1-3 冊） 機械工業(yè)出版社 1980 年[10]《異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)及其應用》鄧想珍主編 華中理工大學出版社[11]《幾何量公差與檢測》 甘永立主編 （第七版）上海科學技術出版社[12] Hsieh C C, Jabir S. 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