Spezialisierte Werkzeugmaschinen verwenden in der Regel Methoden zur simultanen Bearbeitung mit mehreren {{0}Achsen, mehreren -Werkzeugen, mehreren -Prozessen, mehreren -Flächen oder mehreren {{4}Stationen und erreichen so eine Produktionseffizienz, die mehrere bis zehnmal höher ist als die von Werkzeugmaschinen für allgemeine Zwecke. Da allgemeine-Komponenten standardisiert und serialisiert sind, können sie je nach Bedarf flexibel konfiguriert werden, was die Design- und Fertigungszyklen verkürzt. Daher vereinen spezialisierte Werkzeugmaschinen die Vorteile niedriger Kosten und hoher Effizienz, finden breite Anwendung in der Massenproduktion und werden zur Bildung automatisierter Produktionslinien eingesetzt.
Für die Bearbeitung kastenförmiger oder speziell geformter Teile werden im Allgemeinen spezielle Werkzeugmaschinen verwendet. Während der Bearbeitung dreht sich das Werkstück im Allgemeinen nicht; Die Drehbewegung des Schneidwerkzeugs und die relative Vorschubbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück werden zum Bohren, Reiben, Senken, Bohren, Planfräsen, Schneiden von Innen- und Außengewinden sowie zur Bearbeitung von Außendurchmessern und Stirnflächen verwendet. Einige Kombinationswerkzeugmaschinen verwenden einen Drehkopf, um das Werkstück zu halten und zu drehen, wobei das Schneidwerkzeug die Vorschubbewegung ausführt. Damit kann auch die Bearbeitung von Außendurchmessern und Endflächen bestimmter rotierender Teile (z. B. Schwungräder und Hinterachshalbwellen von Automobilen) erreicht werden.
Die erste Kombinationswerkzeugmaschine wurde 1911 in den USA für die Bearbeitung von Automobilteilen hergestellt. Anfangs hatte jeder Werkzeugmaschinenhersteller seine eigenen Standards für gemeinsame Komponenten. Um die Austauschbarkeit gemeinsamer Komponenten verschiedener Hersteller zu verbessern und die Bedienung und Wartung durch den Benutzer zu erleichtern, definierte dieses Prinzip die Verbindungsabmessungen zwischen Komponenten streng, spezifizierte jedoch nicht die Komponentenstrukturen.
Gemeinsame Komponenten können je nach Funktion in fünf Typen eingeteilt werden: Leistungskomponenten, Unterstützungskomponenten, Transportkomponenten, Steuerungskomponenten und Hilfskomponenten. Leistungskomponenten sorgen für die Hauptbewegung und Vorschubbewegung der modularen Werkzeugmaschine. Hierzu zählen vor allem die Antriebseinheit, der Schneidkopf und der Antriebsschlitten.
Stützkomponenten werden zur Montage des Antriebsschlittens, des Schneidkopfs mit Vorschubmechanismus oder von Vorrichtungen usw. verwendet und umfassen Seitenbasen, Zwischenbasen, Stützen, verstellbare Stützen, Säulen und Säulenbasen.
Transportkomponenten dienen dem Transport von Werkstücken oder dem Spindelkasten zur Bearbeitungsstation und umfassen hauptsächlich Rundschalttische, Rundschalttische, Schalttrommeln und Hubtische.
Steuerungskomponenten dienen zur Steuerung des automatischen Arbeitszyklus einer Werkzeugmaschine, einschließlich Hydraulikstationen, Schaltschränken und Bedienfeldern. Zu den Hilfskomponenten gehören Schmiergeräte, Kühlgeräte und Spanabfuhrgeräte.
Um den Einsatz modularer Werkzeugmaschinen in der Klein-{0}} bis mittleren-Serienproduktion zu ermöglichen, wird häufig Gruppentechnologie eingesetzt, um Teile mit ähnlichen Strukturen und Prozessen auf einer einzigen modularen Werkzeugmaschine zu bearbeiten und so die Werkzeugmaschinenauslastung zu verbessern. Zwei übliche Arten solcher Werkzeugmaschinen sind modulare Werkzeugmaschinen vom Typ mit austauschbarem Spindelkasten und modulare Werkzeugmaschinen vom Revolvertyp.
Bei der zukünftigen Entwicklung modularer Werkzeugmaschinen werden zunehmend geschwindigkeitsregulierende Motoren und Kugelumlaufspindeln als Getriebe zum Einsatz kommen, um die Struktur zu vereinfachen und Produktionszyklen zu verkürzen. Einführung digitaler Steuerungssysteme und automatischer Spindelkasten- und Vorrichtungswechselsysteme, um die Prozessanpassungsfähigkeit zu verbessern; und integrieren sie in flexible Fertigungssysteme.