什么是组合机床?

什么是组合机床?

[拼音]：zuhe jichuang

[外文]：transfer and unit machine

以通用部件为基础，配以少量按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具（见机床夹具）而组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可以根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。图1为曲型组合机床的组成。组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动来实现钻孔、扩孔、锪孔(见钻削)、铰孔（见铰削）、镗孔（见镗削）、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件（如飞轮、汽车后桥半轴等）的外圆和端面加工。

20世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低达Ra2.5～0.63微米;镗孔精度可达IT7～6级，孔距精度可达0.03～0.02微米。

简史

专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。1973年，国际标准化组织 (ISO)公布了第一批组合机床通用部件标准。1975年，中国第一机械工业部颁布了中国的第一批组合机床通用部件标准。这个标准综合考虑了汽车、农业机械、纺织和仪器仪表等各行业的需要，适用范围比较广泛。

通用部件

通用部件按功能分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件5类。

动力部件

为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。

（1）动力箱：它的功能是将电动机的旋转运动传递给主轴箱。主轴箱是按工艺要求而设计的专用部件，一般具有几个至几十个主轴，供安装刀具之用。

（2）切削头:它的功能是将电动机的旋转运动经减速后传递给主轴，用于单一工序的加工，有钻削头、铣削头、攻丝头、镗削头和车削头等。

（3）动力滑台：用于安装动力箱或切削头，以实现刀具的进给运动。动力滑台有台面沿单一轴线移动的普通滑台和台面沿相互垂直的两个轴线移动的十字滑台，由丝杠、凸轮、液压、气动和气动液压等驱动。

支承部件

用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。

输送部件

用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。

控制部件

用以控制机床的自动工作循环，有液压站、电气柜和 *** 纵台等。

辅助部件

有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。

配置型式

组合机床的基本配置型式有单工位和多工位两大类，每类中又有多种配置方式。

单工位组合机床

工件被夹压在机床的固定夹具上，根据被加工面的数量（单面和多面）和位置（水平、垂直和倾斜）布置动力部件（图1)。这种单工位组合机床通常只能对各个加工部位同时进行一次加工，能够保证各加工面有较高的相互位置精度，适用于大、中型箱体件的加工。

多工位组合机床

工件及其夹具由输送部件依次送到各加工工位，能对加工部位进行多次加工。这种机床通常设有单独的装卸工位，使辅助时间的机动时间相重合，生产率较高，适用于大批、大量生产各种形状复杂的中、小型工件。多工位组合机床依输送部件又分为4种（图2）。

（1）回转工作台式组合机床：工作由分度回转工作台输送到各工位顺次加工。动力部件按工序分布于工作台周围，卧式或立式安装均可。这种机床适用于对工件的顶面和侧面进行多工序加工。

（2）鼓轮式组合机床:工件装夹在鼓轮的棱面或端面上，鼓轮回转轴常为水平安装。动力部件布置在鼓轮两侧。通过鼓轮的回转分度，将工件顺次送到各工位进行加工。这种机床可以同时从两个相对的方向加工，如在鼓轮的径向安置动力部件，还可从第三个方向加工。

（3）中央立柱式组合机床：工件由环形分度回转工作台输送。动力部件安装在工作台中央的多面体立柱上，也可在工作台周围布置卧式或倾斜式动力部件。这种机床适用于加工有相互垂直要求的孔和面的复杂零件，不用中央立柱时也可在工作台中央布置卧式动力部件。

（4）往复移动工作台式组合机床：工件由往复移动工作台输送，动力部件布置在工作台的两侧，一般为两工位；若移动工作台采取适当定位机构，也可成为三工位的。这种机床在同一时间内只能有一个工位加工，且装卸时间与加工时间不能重合，适用于大、中型工件的中批量生产。

中小批量生产用的组合机床

为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种。

（1）可换主轴箱式组合机床：机床带有各种形式的主轴箱存储库（回转式、步进式、多格仓库式），靠输送装置和更换装置来更换动力箱上的主轴箱（图3）。

（2）转塔式组合机床：将几个主轴箱装在转塔棱面上，按工序自动转位，对工件的一面进行各种工序的粗、精加工（图4）。完成一个面的加工后，工件转位，顺序对其他各面进行加工。（见彩图）

发展趋势

组合机床的主要发展趋势是：

（1）采用调速电动机和滚珠丝杠副等传动，以简化结构、缩短生产节拍；

（2）采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；

（3）纳入柔性制造系统。

参考书目

大连组合机床研究所编：《组合机床设计》，机械工业出版社，北京，1975。E. D. Lloyd，Transfer and Unit MachineThe MachineryPubl. Co.， Brighton， England， 1969.