赵林 王志坤
【摘要】针对机床现状进行多功能机床的功能、性能和可靠性方面的改进使其具有更强的市场竞争力，加速一体化机床的技术发展。这种小型机床一次性的完成精密加工小型工件的多道工序的精确加工。本机床完全能够完成钻、铣、车、磨等多道工序，同时配有手动和自动换刀装置，操作过程多样;避免了购买多台机床所需要的成本;同时省去了拆装时间;提高生产效率。
【关键词】一体化机床;小型;多功能
Abstract：to improve the function，performance and reliability of the multifunctional machine tool has the stronger market competitiveness of the machine tool technology development status，to accelerate the integration of machine tool.This small machine one-time complete multi-channel precision small workpiece precision machining.The machine can complete drilling，milling，grinding，car and other procedures，also equipped with manual and automatic tool changer，operation process diversity;avoid buying machine tool costs;at the same time，saves time and improves the production efficiency.
Keywords：the integration of machine tool;small machine;multifunctional machine
進入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到金融危机带来的激烈的国际市场竞争的压力，加速推进多功能小型机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。多功能小型机床以其卓越的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，成为先进制造技术中的一项核心技术。研究多功能小型机床，为现代制造业的发展提供了良好的条件，促使制造业向着高效、优质以及人性化的方向发展以及中小企业设备的合理优化，提高机床加工效率和使用年限有重要意义。随着制造业对社会经济的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，多功能小型机床不断发展以更适应生产加工的需要[1]。
1.国内外研究现状和发展趋势
（1）日本机床的设计注重技术的革新，重点强调机床设计技术的信息化、智能化、智能源、微小化、高精度、高速化等，同时合理运用三维电脑设计。加强信息科技技术及网络应用、环境保护、人才培养和收益能力等。
（2）美国机床的生产主要应用于大型汽车公司和航天航空公司等。机床产业的制度管理，故障排除和售后服务日渐普及。美国机床业主要将扫描设备附加与加工设备上，可在短时间内加以分析，利用电脑软件进行曲面加工可满足厂家的特殊要求。
（3）我国的机床产品去最初的产品生产大国逐渐走向机床强国，从设备进口大国逐变为贸易大国。我国机床的组织结构是建立一大带小，一小保大的组织体系。我国机床的生产主要适用于电力设备、机械基础设备、汽车等重要领域。我国企业具备了自主研发的能力，扭转了过度进口的局面。
通过资料发现，自20世纪80年代以来，国内外机床的工作精度平均每年提升10%，我国机床产业已具有较强的市场竞争力，但在中、高档机床方面，与国外一些先进产品相比，仍存在较大差距，我国大部分多功能一体化机床产品在技术处于跟踪阶段。
基于这一现实，应强化以下五个方面的改进：
（1）优先提倡高速化，提升机床在数控方面的优良性能。
（2）优先发展数控机床向高效性，柔性制造和高精化发展，推进纳米级高精度机床计划的统筹和实行。
（3）加强发展多功能复合加工的数控机床来提高单件和中小批量生产的加工精度和高效柔性化。
（4）相比较来说大量生产、发展快速重组制造即RRMS系统和可拆解机床即RMT会是一个有效的解决方案。
（5）发展网络制造单元以适应数字化企业的构建[3]。
2.新型机床设计功能及特色
机床在当今的制造业中演绎着非常重要的角色，设计需要试制的小批量的小型零件，也可用于测试零件的性能和各项参数。比如在学校做一些加工类实验，再比如一些工厂的实验室，通常的大型机床并不见得合适。
为了解决这些问题，我们用三维软件模拟设计制造了多功能小型机床，这是一款集车、铣、磨、钻于一体的多功能小型机床，主旨在于使人们可以在一台多功能小型机床上一次性的完成对精密加工小型工件的多道工序的精确加工，同时还伴有手动的换刀装置，不仅保证简单的加工要求，节约了空间和成本，也提高了加工效率，从而满足多样化的加工需求。
新型多功能机床包含了多种加工工艺，新颖的自动换刀结构，精确地进给结构，独特的车、铣、钻等交换方式。整机效果渲染，如图1所示。
图1 新型多功能机床效果图（C-4D环境）
现代的机床已经向高速化，复合化，智能化，环保型迈进。为了迎合人们和工作的需求，设计师纷纷采用现代设计手法进行机床的开发。
新材料、新工艺的应用促进了机床结构的发展和机床轻量化，给机床结构设计提供了方便。机床构件的微型化，成形技术的发展带来了机床表面的平整化，减少了机床构件的数量，提高了机床的工作效率，进一步实现机床结构的微型化。从实验得知：多功能小型机床使工作效率大大提高，节省了人力物力的消耗。
多功能小型机床的加工特点：
（1）自动化程度高，具有很高的生产效率。除手工装夹毛坯外，其余全部加工过程都可由数控机床自动完成。若配合自动装卸手段，则是无人控制工厂的基本组成环节。数控加工降低了工人的劳动时间，节省劳动力;省去了划线、多次装夹定位、检测等工序及其辅助操作，使工作变得更加简单易于控制。
（2）机床拥有很高的适应性，当待加工物件改变时，除传统解决方式例如换刀具和毛坯裝夹外不用复杂的调整，只需重新编写程序输入，大大缩短了生产周期。
（3）机械精度很高，保证高质量。物件精度在0.004～0.01mm之间，零件的精密程度对机床不产生影响。由于机器操作占了百分之八十，所以人为误差可忽略不计，对批量零件的尺寸有了更高的要求，高精度机床可以采用位置检测来提升精度。
（4）可以很容易的建立起与计算机的联系，容易实现群控。由于机床采用数字信息控制，易于与计算机辅助设计系统连接，形成CAD/CAM一体化系统，并且可以建立各机床间的联系，容易实现群控[2]。
3.总结
随着全球制造技术的发展企业为了提高自身竞争力，要求配置效率更高，成本低的加工机床，然而传统机床在以后的加工生产中会遇到困难，研究开发一种现代化机床有着重要的意义。因此一种新型的加工机床应运而生—多功能小型机床，多功能小型机床是一种高精度，高柔性，高速度，高质量的新型机床，由于高速度，高质量，高精度，高柔性的特性与普通机床大有不同这也展示了多功能小型机床的优势。
参考文献
[1]梁俊彦，李云翔.机电一体化技术的发展及应用[J].科技咨讯，2007（21）：23-26.
[2]成宇.数控机床的创新[J].百科知识，2006（03）：11-13.
[3]盛伯浩.数控机床发展趋势及对策[J].世界制造技术与装备市場，2004.
基金项目：2013年高校国家级大学生创新创业训练计划项目（编号：201310448021）。
作者简介：
赵林（1992—），男，山东德州人，大学本科，现就读于德州学院机械设计制造及其自动化专业。
王志坤（1982—），男，山东德州人，硕士研究生，讲师，主要从事指导大学生科技文化创新实践教学的研究。
