组合机床及夹具设计的国内外研究现状

组合机床是指以系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量的专用部件组成的专用机床。它适宜于在大批、大量生产中，对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。组合机床具有专用机床结构简单、生产率高和自动化程度较高的特点^[1]。组合机床适于加工箱体类零件，如汽缸体、汽缸盖、变速箱体、阀门与仪表的壳体等。由于这些零件的加工表面主要是孔和平面，没有复杂的曲面之类，所以组合机床可以完成这些零件的加工。另外，轴类、盘套类及叉架类零件，例如曲轴、汽缸套、连杆、飞轮、法兰盘、拨叉等，也能由组合机床完成部分或全部加工工序^[2]。

夹具是机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置，又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具^[3]。例如焊接夹具、检验夹具、装 夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好(定位)、夹牢(夹紧)^[4]。

⒈国内研究现状

我国组合机床从1956年开始自行设计、制造。近二三十年来，组合机床自动线技术取得长足进步，各种形式的机床分类繁多，在加工精度、生产效率、利用率、柔性化和综合自动化等方面取得了巨大进步^[5]。我国的组合机床及其自动线主要加工生产大批量的箱体类和轴类零件。随着时代发展和技术进步，对机床的加工能力提出了越来越高的要求。经济全球化使我国机床产业与世界接轨，挑战与机遇同在。现今，为了满足和响应市场需求，组合机床行业向柔性化和数控化发展。自动线的技术发展，刀具、控制和其他相关技术的进步，特别是CNC控制技术发展对自动线结构的变革及其柔性化发展取得了令人瞩目的成就。

我国国内的夹具始于20世纪60年代，当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂，和面向航空工业的保定向阳机械厂，以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂。在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件的水平^[6]。20世纪80年代以后，两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统，不仅满足了我国国内的需求，还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少NC机床、加工中心，而由国外配套孔系夹具，价格非常昂贵，现大都由国内配套，节约了大量外汇^[7]。

⒉国外研究现状

国外组合机床发展起步较早，发展也更为迅速。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^[8]。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、高效短节拍和多功能监控。由于汽车工业的大力发展对综合自动化技术又提出了新的要求,由此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^[9]。

国外组合机床的主要发展现状可以概括为：⑴数控技术的广泛应用数控技术，英文名称：Numerical Control(简称NC)，即采用电脑程序控制机器的方法，按工作人员事先编好的程式对机械零件进行加工的过程。⑵组合机床柔性技术的发展。⑶提高工序程度和自动化技术的应用。
从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。当前国际上的夹具企业均为中小企业，专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货，而通用性强的组合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种^[10] 。有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料，但欧美市场上一套用于加工中心的夹具，价格昂贵,而组合夹具的大型基础件尤其如此。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势，随着我国加入WTO和制造业全球一体化的趋势，特别是电子商务的日益发展，其中蕴藏着很大的商机，具有进一步扩大出口良好前景^[11]。