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專用機床的產生、研究動態及發展趨勢


        機床是人類在改造自然的長期生產實踐中,不斷改進生產工具的基礎上產生和發展起來的。最原始的機床是依靠雙手的往復運動,在工件上鉆孔。最初的加工對象是木料。為加工回轉體,出現了依靠人力使工件往復回轉的原始機床。在原始加工階段,人即是提供機床的動力,又是操縱者。 
氣動/液壓專機

 

 

 

 

氣動/液壓專機

        當加工對象由木材逐漸過渡到金屬時,車圓,鉆孔等都要求增大動力。于是就逐漸出現了水力。風力和畜力等驅動的機床。隨著生產發展的需要,15~16世紀出現了銑床和磨床。我國明代宋應星所著《天工開物》中就已有對天文儀器進行銑削和磨削加工的記載。到十八世紀,出現了刨床。 
        18世紀末,蒸汽機的出現,提供了新型巨大的能源,使生產技術發生了革命性的變化。在加工過程中逐漸產生了專業分工,出現了各種類型的機床。19世紀末,機床擴大了許多類型。這些機床多采用天軸——皮帶集中拖動,性能很低。20世紀以來,齒輪變速箱的出現,使機床的機構和性能發生了根本的變化。隨著電氣。液壓等科學技術的出現并在機床上得到了普遍的應用使機床技術有了迅速的發展。出通用機床外,又出現了許多變型品種和各式各樣的專用機床。在機床發展的這個階段,機床的動力已由自然力代替了人力。特別是工業革命以來,人只需要操縱機床。生產力已不受人的體力的限制。 
        由于我國歷史上長期的封建統治,嚴重束縛了科學技術的發展特別是19世紀以來,更受到帝國主義的侵略和掠奪,處于半封建。半殖民地的落后狀態,以致舊中國的工農業和科學技術非常落后。據統計,1949年初全國僅擁有機床6萬臺左右,只有少數地區的部分修配廠能生產簡陋的機床,根本沒有機床制造業。 
        在解放初的三年恢復時期,我國重點發展了東北的機床工業,改建一些生產機床的專業廠,仿制國外的普通機床,并新建一些機床廠,使機床工業逐漸成為機械制造工業中的一個重要的新行業。第一個五年計劃期間(1953~1957),根據國民發展的需要,又新建、改建和擴建了許多機床廠,開始自行設計和開展實驗研究工作。1956年成立了綜合性的機床研究所和組合機床研究所,之后又相繼建立了廣州機床研究所和各種專業機床研究所,開展了大量的研究工作。1958年以后,在全國各地又陸續新建了大量機床廠。 
        縱觀四十余年的發展史,我國機床工業已經從無到有,從小到大,從仿制到自行設計,從單一品種到多品種系列化,從簡單粗糙到大型精密,不斷成長壯大。前瞻數據中心監測:2010年,中國金屬切削機床產量為755779臺,其中數控機床產量達到223897臺,同比增長分別為33.1%和66.7%;成形機床產量為261488臺,其中數控機床產量達到12207臺,同比增長分別為18.0%和8.1%。一些機床的性能已接近或達到了世界先進水平。專用機床不僅能滿足我國社會主義建設的需要,還進入了國際市場。 
        專用機床是一種專門使用特定零件和特定工序加工的機床,而且往往是組成自動生產線式生產制造系統中,不可缺的機床品種。組合機床是專用機床的一種,它以標準化為基礎,配以少量的專用部件組成。而目前一些機床廠對其生產的通用機床若作改動時,也習慣用專用機床來取代。專用機床在生產實踐中占有一定的比重。據相關資料介紹,日本2001年專用機床產值的比達到8.8%;我國臺灣這一數字達到6.9%;而我國僅為0.67%。所以在產品結構調整中,發展裝用機床是行業發展中的一個值得注意的問題。  專用機床存在的問題有:技術難度大,由于它是集加工工藝、機床、夾具、輔助、刀具、檢驗測量、物流等一體,實現交鑰匙工程,從而涉及技術領域寬且復雜,又是一次性制造,要保證一次成功,所以技術難度大;經營風險高專用機床根據用戶訂單“量體裁衣”制造的,不可能有試制探索過程,要確保一次成功,有相當大的技術風險;協作困難大,由于一次性制造,它不像汽車零部件那樣批量生產,找協作廠家很困難;技術依賴性強,因為專用機床從設計、工藝編制、生產制造到裝配調試的全過程,都需要一批有經驗的技術人員、管理人員和技術工人;利潤空間??;技術成長期長;人員流動困難;技術引進困難。 
        目前,世界機床工業發展迅猛,機床產品加速更新,對其功能、性能、生產率、質量等要求不斷提高。我國的機床工業雖然取得了巨大的成就,機械制造技術有了很大的發展和提高,但由于原有的基礎薄弱,科學技術落后,因此與世界先進水平相比,仍然存在著較大的差距,其主要表現為: 
1. 高精度和超精密加工還不能滿足現代化科技發展的需要;
2. 缺少高效自動化和數控化、柔性化的制造技術和設備;
3. 產品質量不穩定,精度保持性差使用壽命短;    
4.對機床的基礎理論的研究落后,生產管理水平和人員素質不高。 
        隨著世界科技水平的發展,機床工業幾經發展到了類別品種繁多,結構靈巧可靠,性能日臻完善,技術日益精湛的程度。分析世界各主要國家機床工業發展的動向,其技術發展趨勢主要表現在下面幾個方面:第一,要像高速、高效率、自動化的方向發展,特別是向數控化、柔性化和集成化的方向發展。第二,擴大機床的工藝范圍以提高機床的標準化、通用化、系列化水平。第三,向更精密的方向發展。


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