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機床是將金屬毛坯加工成機器零件的機器，它是制造機器的機器，所以又稱為”工作母機”或”工具機”，習(xí)慣上簡稱機床。現(xiàn)代機械制造中加工機械零件的方法很多：除切削加工外，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓等，但凡屬精度要求較高和表面粗糙度要求較細的零件，一般都需在機床上用切削的方法進行最終加工。在一般的機器制造中，機床所擔負的加工工作量占機器總制造工作量的40%-60%，機床在國民經(jīng)濟現(xiàn)代化的建設(shè)中起著重大作用。

1.1 古代樹木機床公元前二千多年出現(xiàn)的樹木車床是機床最早的雛形。工作時，腳踏繩索下端的套圈，利用樹枝的彈性使工件由繩索帶動旋轉(zhuǎn)，手拿貝殼或石片等作為刀具，沿板條移動工具切削工件。中世紀的彈性桿棒車床運用的仍是這一原理。

　　1.2 十五世紀的機床雛形十五世紀由于制造鐘表和武器的需要，出現(xiàn)了鐘表匠用的螺紋車床和齒輪加工機床，以及水力驅(qū)動的炮筒鏜床。1501年左右，意大利人列奧納多·達芬奇曾繪制過車床、鏜床、螺紋加工機床和內(nèi)圓磨床的構(gòu)想草圖，其中已有曲柄、飛輪、頂尖和軸承等新機構(gòu)。中國明朝出版的《天工開物》中也載有磨床的結(jié)構(gòu)，用腳踏的方法使鐵盤旋轉(zhuǎn)，加上沙子和水來剖切玉石。

　　1.3 工業(yè)革命導(dǎo)致了各種機床的產(chǎn)生和改進十八世紀的工業(yè)革命推動了機床的發(fā)展。1774年，英國人威爾金森(全名約翰·威爾金森)發(fā)明了較精密的炮筒鏜床。次年，他用這臺炮筒鏜床鏜出的汽缸，滿足了瓦特蒸汽機的要求。為了鏜制更大的汽缸，他又于1775年制造了一臺水輪驅(qū)動的汽缸鏜床，促進了蒸汽機的發(fā)展。從此，機床開始用蒸汽機通過曲軸驅(qū)動。

　　1797年，英國人莫茲利創(chuàng)制成的車床由絲杠傳動刀架，能實現(xiàn)機動進給和車削螺紋，這是機床結(jié)構(gòu)的一次重大變革。莫茲利也因此被稱為“英國機床工業(yè)之父”。

　　19世紀，由于紡織、動力、交通運輸機械和軍火生產(chǎn)的推動，各種類型的機床相繼出現(xiàn)。1817年，英國人羅伯茨創(chuàng)制龍門刨床；1818年美國人惠特尼（他的全名叫伊萊·惠特尼）制成臥式銑床；1876年，美國制成萬能外圓磨床；1835和1897年又先后發(fā)明滾齒機和插齒機。

　　十九世紀最優(yōu)秀的機械技師應(yīng)數(shù)惠特沃斯（全名約瑟夫·惠特沃斯），他于1834年制成了測長機，該測長機可以測量出長度誤差萬分之一英寸左右。這種測長機的原理和千分尺相同，通過轉(zhuǎn)動分度板可以進出的螺紋夾持住工件，使用滑尺讀出分度板上的分度。1835年，惠特沃斯在他32歲時發(fā)明滾齒機。除此以外，惠特沃斯還設(shè)計了測量圓筒的內(nèi)圓和外圓的塞規(guī)和環(huán)規(guī)。建議全部的機床生產(chǎn)業(yè)者都采用同一尺寸的標準螺紋。后來，英國的制定工業(yè)標準協(xié)會接受了這一建議，從那以后直到今日，這種螺紋作為標準螺紋被各國所使用。

　　工業(yè)技術(shù)發(fā)展的中心，從十九世紀起，就悄悄從英國移向美國。把英國的技術(shù)聲望奪過去的人中，惠特尼堪稱佼佼者。惠特尼聰穎過人，具有遠見卓識，他率先研究出了作為大規(guī)模生產(chǎn)的可更換部件的系統(tǒng)。至今還很活躍的惠特尼工程公司，早在19世紀四十年代就研制成功了一種轉(zhuǎn)塔式六角車床。這種車床是隨著工件制做的復(fù)雜化和精細化而問世的，在這種車床中，裝有一個絞盤，各種需要的刀具都安裝在絞盤上，這樣，通過旋轉(zhuǎn)固定工具的轉(zhuǎn)塔，就可以把工具轉(zhuǎn)到所需的位置上。

　　隨著電動機的發(fā)明，機床開始先采用電動機集中驅(qū)動，后又廣泛使用單獨電動機驅(qū)動。

　　

二十世紀初，為了加工精度更高的工件、夾具和螺紋加工工具，相繼創(chuàng)制出坐標鏜床和螺紋磨床。同時為了適應(yīng)汽車和軸承等工業(yè)大量生產(chǎn)的需要，又研制出各種自動機床、仿形機床、組合機床和自動生產(chǎn)線。

　　1.4 1900年進入精密化時期19世紀末到20世紀初，單一的車床已逐漸演化出了銑床、刨床、磨床、鉆床等等，這些主要機床已經(jīng)基本定型，這樣就為20世紀前期的精密機床和生產(chǎn)機械化和半自動化創(chuàng)造了條件。

　　在20世紀的前20年內(nèi)，人們主要是圍繞銑床、磨床和流水裝配線展開的。由于汽車、飛機及其發(fā)動機生產(chǎn)的要求，在大批加工形狀復(fù)雜、高精度及高光潔度的零件時，迫切需要精密的、自動的銑床和磨床。由于多螺旋線刀刃銑刀的問世，基本上解決了單刃銑刀所產(chǎn)生的振動和光潔度不高而使銑床得不到發(fā)展的困難，使銑床成為加工復(fù)雜零件的重要設(shè)備。

　　被世人譽為“汽車之父”的福特，提出：汽車應(yīng)該是“輕巧的、結(jié)實的、可靠的和便宜的”。為了實現(xiàn)這一目標，必須研制高效率的磨床，為此，美國人諾頓于1900年用金剛砂和剛玉石制成直徑大而寬的砂輪，以及剛度大而牢固的重型磨床。磨床的發(fā)展，使機械制造技術(shù)進入了精密化的新階段。

　　1.5 1920年進入半自動化時期在1920年以后的30年中，機械制造技術(shù)進入了半自動化時期，液壓和電氣元件在機床和其他機械上逐漸得到了應(yīng)用。1938年，液壓系統(tǒng)和電磁控制不但促進了新型銑床的發(fā)明，而且在龍門刨床等機床上也推廣使用。30年代以后，行程開關(guān)——電磁閥系統(tǒng)幾乎用到各種機床的自動控制上了。

　　1.6 1950年進入自動化時期第二次世界大戰(zhàn)以后，由于數(shù)控和群控機床和自動線的出現(xiàn)，機床的發(fā)展開始進入了自動化時期。數(shù)控機床是在電子計算機發(fā)明之后，運用數(shù)字控制原理，將加工程序、要求和更換刀具的操作數(shù)碼和文字碼作為信息進行存貯，并按其發(fā)出的指令控制機床，按既定的要求進行加工的新式機床。

　　1.6.1 世界第一臺數(shù)控機床（銑床）誕生（1951年）數(shù)控機床的方案，是美國的帕森斯（全名約翰·帕森斯）在研制檢查飛機螺旋槳葉剖面輪廓的板葉加工機時向美國空軍提出的，在麻省理工學(xué)院的參加和協(xié)助下，終于在1949年取得了成功。1951年，他們正式制成了第一臺電子管數(shù)控機床樣機，成功地解決了多品種小批量的復(fù)雜零件加工的自動化問題。以后，一方面數(shù)控原理從銑床擴展到銑鏜床、鉆床和車床，另一方面，則從電子管向晶體管、集成電路方向過渡。1958年,美國研制成能自動更換刀具，以進行多工序加工的加工中心。

　　1.6.2 世界第一條數(shù)控生產(chǎn)線誕生（1968年）1968年，英國的毛林斯機械公司研制成了第一條數(shù)控機床組成的自動線，不久，美國通用電氣公司提出了“工廠自動化的先決條件是零件加工過程的數(shù)控和生產(chǎn)過程的程控”，于是，到70年代中期，出現(xiàn)了自動化車間，自動化工廠也已開始建造。

1970年至1974年，由于小型計算機廣泛應(yīng)用于機床控制，出現(xiàn)了三次技術(shù)突破。第一次是直接數(shù)字控制器，使一臺小型電子計算機同時控制多臺機床，出現(xiàn)了“群控”；第二次是計算機輔助設(shè)計，用一支光筆進行設(shè)計和修改設(shè)計及計算程序；第三次是按加工的實際情況及意外變化反饋并自動改變加工用量和切削速度，出現(xiàn)了自適控制系統(tǒng)的機床。

　　經(jīng)過100多年的風風雨雨，機床的家族已日漸成熟，真正成了機械領(lǐng)域的“工作母機”。

普通機床

車床

　　車床是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床。

　　1.1 古代滑輪、弓形桿的“弓車床”早在古埃及時代，人們已經(jīng)發(fā)明了將木材繞著它的中心軸旋轉(zhuǎn)時用刀具進行車削的技術(shù)。起初，人們是用兩根立木作為支架，架起要車削的木材，利用樹枝的彈力把繩索卷到木材上，靠手拉或腳踏拉動繩子轉(zhuǎn)動木材，并手持刀具而進行切削。

　　這種古老的方法逐漸演化，發(fā)展成了在滑輪上繞二三圈繩子，繩子架在彎成弓形的彈性桿上，來回推拉弓使加工物體旋轉(zhuǎn)從而進行車削，這便是“弓車床”。

　　1.2 中世紀曲軸、飛輪傳動的“腳踏車床”到了中世紀，有人設(shè)計出了用腳踏板旋轉(zhuǎn)曲軸并帶動飛輪，再傳動到主軸使其旋轉(zhuǎn)的“腳踏車床”。16世紀中葉，法國有一個叫貝松的設(shè)計師設(shè)計了一種用螺絲杠使刀具滑動的車螺絲用的車床，可惜的是，這種車床并沒有推廣使用。

　　1.3 十八世紀誕生了床頭箱、卡盤時間到了18世紀，又有人設(shè)計了一種用腳踏板和連桿旋轉(zhuǎn)曲軸，可以把轉(zhuǎn)動動能貯存在飛輪上的車床上，并從直接旋轉(zhuǎn)工件發(fā)展到了旋轉(zhuǎn)床頭箱，床頭箱是一個用于夾持工件的卡盤。

　　1.4 英國人莫茲利發(fā)明了刀架車床（1797年）在發(fā)明車床的故事中，最引人注目的是一個名叫莫茲利的英國人，因為他于1797年發(fā)明了劃時代的刀架車床，這種車床帶有精密的導(dǎo)螺桿和可互換的齒輪。

　　莫茲利生于1771年，18歲的時候，他是發(fā)明家布拉默的得力助手。據(jù)說，布拉默原先一直是干農(nóng)活的，16歲那年因一次事故致使右踝傷殘，才不得不改行從事機動性不強的木工活。他的第一項發(fā)明便是1778年的抽水馬桶，莫茲利開始一直幫助布拉默設(shè)計水壓機和其他機械，直到26歲才離開布拉默，因為布拉默粗暴地拒絕了莫利茲提出的把工資增加到每周30先令以上的請求。

　　就在莫茲利離開布拉默的那一年，他制成了第一臺螺紋車床，這是一臺全金屬的車床，能夠沿著兩根平行導(dǎo)軌移動的刀具座和尾座。導(dǎo)軌的導(dǎo)向面是三角形的，在主軸旋轉(zhuǎn)時帶動絲杠使刀具架橫向移動。這是近代車床所具有的主要機構(gòu)，用這種車床可以車制任意節(jié)距的精密金屬螺絲。

　　3年以后，莫茲利在他自己的車間里制造了一臺更加完善的車床，上面的齒輪可以互相更換，可改變進給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一位英國人羅伯茨采用了四級帶輪和背輪機構(gòu)來改變主軸轉(zhuǎn)速。不久，更大型的車床也問世了，為蒸汽機和其他機械的發(fā)明立下了汗馬功勞。

　　1.5 各種專用車床的誕生為了提高機械化自動化程度，1845年，美國的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床；1848年，美國又出現(xiàn)回輪車床；1873年，美國的斯潘塞制成一臺單軸自動車床，不久他又制成三軸自動車床 ；20世紀初出現(xiàn)了由單獨電機驅(qū)動的帶有齒輪變速箱的車床。由于高速工具鋼的發(fā)明和電動機的應(yīng)用，車床不斷完善，終于達到了高速度和高精度的現(xiàn)代水平。

　　第一次世界大戰(zhàn)后，由于軍火、汽車和其他機械工業(yè)的需要，各種高效自動車床和專門化車床迅速發(fā)展。為了提高小批量工件的生產(chǎn)率，40年代末，帶液壓仿形裝置的車床得到推廣，與此同時，多刀車床也得到發(fā)展。50年代中，發(fā)展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數(shù)控技術(shù)于60年代開始用于車床，70年代后得到迅速發(fā)展。

　　1.6 車床的分類車床依用途和功能區(qū)分為多種類型。

　　普通車床的加工對象廣，主軸轉(zhuǎn)速和進給量的調(diào)整范圍大，能加工工件的內(nèi)外表面、端面和內(nèi)外螺紋。這種車床主要由工人手工操作，生產(chǎn)效率低，適用于單件、小批生產(chǎn)和修配車間。

　　轉(zhuǎn)塔車床和回轉(zhuǎn)車床具有能裝多把刀具的轉(zhuǎn)塔刀架或回輪刀架，能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序，適用于成批生產(chǎn)。

　　自動車床能按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工，能自動上下料，重復(fù)加工一批同樣的工件，適用于大批、大量生產(chǎn)。

　　多刀半自動車床有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式與普通車床相似，但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下，用于加工盤、環(huán)和軸類工件，其生產(chǎn)率比普通車床提高3～5倍。

　　仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸，自動完成工件的加工循環(huán)，適用于形狀較復(fù)雜的工件的小批和成批生產(chǎn)，生產(chǎn)率比普通車床高10～15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型。

　　立式車床的主軸垂直于水平面，工件裝夾在水平的回轉(zhuǎn)工作臺上，刀架在橫梁或立柱上移動。適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件，一般分為單柱和雙柱兩大類。

　　鏟齒車床在車削的同時，刀架周期地作徑向往復(fù)運動，用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件，由單獨電動機驅(qū)動的小砂輪鏟磨齒面。

　　專門車床是用于加工某類工件的特定表面的車床，如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。

　　聯(lián)合車床主要用于車削加工，但附加一些特殊部件和附件后，還可進行鏜、銑、鉆、插、磨等加工，具有“一機多能”的特點，適用于工程車、船舶或移動修理站上的修配工作。

鏜床

　　工場手工業(yè)雖然是相對落后的，但是它卻訓(xùn)練和造就了許許多多的技工，他們盡管不是專

　　

門制造機器的行家里手，但他們卻能制造各種各樣的手工器具，例如刀、鋸、針、鉆、錐、磨以及軸類、套類、齒輪類、床架類等等，其實機器就是由這些零部件組裝而成的。

　　2.1 最早的鏜床設(shè)計者——達·芬奇鏜床被稱為“機械之母”。說起鏜床，還先得說說達·芬奇。這位傳奇式的人物，可能就是最早用于金屬加工的鏜床的設(shè)計者。他設(shè)計的鏜床是以水力或腳踏板作為動力，鏜削的工具緊貼著工件旋轉(zhuǎn)，工件則固定在用起重機帶動的移動臺上。1540年，另一位畫家畫了一幅《火工術(shù)》的畫，也有同樣的鏜床圖，那時的鏜床專門用來對中空鑄件進行精加工。

　　2.2 為大炮炮筒加工而誕生的第一臺鏜床（威爾金森，1775年）到了17世紀，由于軍事上的需要，大炮制造業(yè)的發(fā)展十分迅速，如何制造出大炮的炮筒成了人們亟需解決的一大難題。

　　世界上第一臺真正的鏜床是1775年由威爾金森發(fā)明的。其實，確切地說，威爾金森的鏜床是一種能夠精密地加工大炮的鉆孔機，它是一種空心圓筒形鏜桿，兩端都安裝在軸承上。

　　1728年，威爾金森出生在美國，在他20歲時，遷到斯塔福德郡，建造了比爾斯頓的第一座煉鐵爐。因此，人稱威爾金森為“斯塔福德郡的鐵匠大師”。1775年，47歲的威爾金森在他父親的工廠里經(jīng)過不斷努力，終于制造出了這種能以罕見的精度鉆大炮炮筒的新機器。有意思的是，1808年威爾金森去世以后，他就葬在自己設(shè)計的鑄鐵棺內(nèi)。

　　2.3 鏜床為瓦特的蒸汽機做出了重要貢獻如果說沒有蒸汽機的話，當時就不可能出現(xiàn)第一次工業(yè)革命的浪潮。而蒸汽機自身的發(fā)展和應(yīng)用，除了必要的社會機遇之外，技術(shù)上的一些前提條件也是不可忽視的，因為制造蒸汽機的零部件，遠不像木匠削木頭那么容易，要把金屬制成一些特殊形狀，而且加工的精度要求又高，沒有相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備是做不到的。比如說，制造蒸汽機的汽缸和活塞，活塞制造過程中所要求的外徑的精度，可以從外面邊量尺寸邊進行切削，但要滿足汽缸內(nèi)徑的精度要求，采用一般加工方法就不容易做到了。

　　斯密頓是十八世紀最優(yōu)秀的機械技師。斯密頓設(shè)計的水車、風車設(shè)備達43件之多。在制作蒸汽機時，斯密頓最感棘手的是加工汽缸。要想將一個大型的汽缸內(nèi)圓加工成圓形，是相當困難的。為此，斯密頓在卡倫鐵工廠制作了一臺切削汽缸內(nèi)圓用的特殊機床。用水車作動力驅(qū)動的這種鏜床，在其長軸的前端安裝上刀具，這種刀具可以在汽缸內(nèi)轉(zhuǎn)動，以此就可以加工其內(nèi)圓。由于刀具安裝在長軸的前端，就會出現(xiàn)軸的撓度等問題，所以，要想加工出真正圓形的汽缸是十分困難的。為此，斯密頓不得不多次改變汽缸的位置進行加工。

　　對于這個難題，威爾金森于1774年發(fā)明的鏜床起了很大的作用。這種鏜床利用水輪使材料圓筒旋轉(zhuǎn)，并使其對準中心固定的刀具推進，由于刀具與材料之間有相對運動，材料就被鏜出精確度很高的圓柱形孔洞。當時、用鏜床做出直徑為72英寸的汽缸，誤差不超過六便士硬幣的厚度。用現(xiàn)代技術(shù)衡量，這是個很大的誤差，但在當時的條件下，能達到這個水平，已經(jīng)是很不簡單了。

　　但是，威爾金森的這項發(fā)明沒有申請專利保護，人們紛紛仿造它，安裝它。1802年，瓦特也在書中談到了威爾金森的這項發(fā)明，并在他的索霍鐵工廠里進行仿制。以后，瓦特在制造蒸汽機的汽缸和活塞時，也應(yīng)用了威爾金森這架神奇的機器。原來，對活塞來說，可以在外面一邊量著尺寸，一邊進行切削，但對汽缸就不那么簡單了，非用鏜床不可。當時，瓦特就是利用水輪使金屬圓筒旋轉(zhuǎn)，讓中心固定的刀具向前推進，用以切削圓筒內(nèi)部，結(jié)果，直徑75英寸的汽缸，誤差還不到一個硬幣的厚度，這在當對是很先進的了。

　　2.4 工作臺升降式鏜床誕生（赫頓，1885年）在以后的幾十年間，人們對威爾金森的鏜床作了許多改進。1885年，英國的赫頓制造了工作臺升降式鏜床，這已成為了現(xiàn)代鏜床的雛型。

銑床

　　銑床系指主要用銑刀在工件上加工各種表面的機床。通常銑刀旋轉(zhuǎn)運動為主運動，工件(和)銑刀的移動為進給運動。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、齒輪等。銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。

　　19世紀，英國人為了蒸汽機等工業(yè)革命的需要發(fā)明了鏜床、刨床，而美國人為了生

產(chǎn)大量的武器，則專心致志于銑床的發(fā)明。銑床是一種帶有形狀各異銑刀的機器，它可以切削出特殊形狀的工件，如螺旋槽、齒輪形等。

　　早在1664年，英國科學(xué)家胡克就依靠旋轉(zhuǎn)圓形刀具制造出了一種用于切削的機器，這可算是原始的銑床了，但那時社會對此沒有做出熱情的反響。在十九世紀四十年代，普拉特設(shè)計了所謂林肯銑床。當然，真正確立銑床在機器制造中地位的，要算美國人惠特尼了。

　　3.1 第一臺普通銑床（惠特尼，1818年）1818年，惠特尼制造了世界上第一臺普通銑床，但是，銑床的專利卻是英國的博德默（帶有送刀裝置的龍門刨床的發(fā)明者）于1839年捷足先“得”的。由于銑床造價太高，所以當時問津者不多。

　　3.2 第一臺萬能銑床（布朗，1862年）銑床沉默一段時間后，又在美國活躍起來。相比之下，惠特尼和普拉特還只能說是為銑床的發(fā)明應(yīng)用做了奠基性的工作，真正發(fā)明能適用于工廠各種操作的銑床的功績應(yīng)該歸屬美國工程師約瑟夫·布朗。

　　1862年，美國的布朗制造出了世界上最早的萬能銑床，這種銑床在備有萬有分度盤和綜合銑刀方面是劃時代的創(chuàng)舉。萬能銑床的工作臺能在水平方向旋轉(zhuǎn)一定的角度，并帶有立銑頭等附件。他設(shè)計的“萬能銑床”在1867年巴黎博覽會上展出時，獲得了極大的成功。同時，布朗還設(shè)計了一種經(jīng)過研磨也不會變形的成形銑刀，接著還制造了磨銑刀的研磨機，使銑床達到了現(xiàn)在這樣的水平。

刨床

　　在發(fā)明過程中，許多事情往往是相輔相承、環(huán)環(huán)相扣的：為了制造蒸汽機，需要鏜床相助；蒸汽機發(fā)明發(fā)后，從工藝要求上又開始呼喚龍門刨床了。可以說，正是蒸汽機的發(fā)明，導(dǎo)致了“工作母機”從鏜床、車床向龍門刨床的設(shè)計發(fā)展。其實，刨床就是一種刨金屬的“刨子”。

　　4.1 加工大平面的龍門刨床（1839年）由于蒸汽機閥座的平面加工需要，從19世紀初開始，很多技術(shù)人員開始了這方面的研究，其中有理查德·羅伯特、理查德·普拉特、詹姆斯·福克斯以及約瑟夫·克萊門特等，他們從1814年開始，在25年的時間內(nèi)各自獨立地制造出了龍門刨床。這種龍門刨床是把加工物件固定在往返平臺上，刨刀切削加工物的一面。但是，這種刨床還沒有送刀裝置，正處在從“工具”向“機械”的轉(zhuǎn)化過程之中。到了1839年，英國一個名叫博默德的人終于設(shè)計出了具有送刀裝置的龍門刨床。

　　4.2 加工小平面的牛頭刨床另一位英國人內(nèi)史密斯從1831年起的40年內(nèi)發(fā)明制造了加工小平面的牛頭刨床，它可以把加工物體固定在床身上，而刀具作往返運動。

　　此后，由于工具的改進、電動機的出現(xiàn)，龍門刨床一方面朝高速切割、高精度方向發(fā)展，另一方面朝大型化方向發(fā)展。

磨床

　　磨削是人類自古以來就知道的一種古老技術(shù)，舊石器時代，磨制石器用的就是這種技術(shù)。以后，隨著金屬器具的使用，促進了研磨技術(shù)的發(fā)展。但是，設(shè)計出名副其實的磨削機械還是近代的事情，即使在19世紀初期，人們依然是通過旋轉(zhuǎn)天然磨石，讓它接觸加工物體進行磨削加工的。

　　5.1 第一臺磨床（1864年）1864年，美國制成了世界上第一臺磨床，這是在車床的溜板刀架上裝上砂輪，并且使它具有自動傳送的一種裝置。過了12年以后，美國的布朗發(fā)明了接近現(xiàn)代磨床的萬能磨床。

　　5.2 人造磨石——砂輪的誕生（1892年）人造磨石的需求也隨之興起。如何研制出比天然磨石更耐磨的磨石呢？1892年，美國人艾奇遜試制成功了用焦炭和砂制成的碳化硅，這是一種現(xiàn)稱為C磨料的人造磨石；兩年以后，以氧化鋁為主要成份的A磨料又試制成功，這樣，磨床便得到了更廣泛的應(yīng)用。

　　以后，由于軸承、導(dǎo)軌部分的進一步改進，磨床的精度越來越高，并且向?qū)�業(yè)化方向發(fā)展，出現(xiàn)了內(nèi)圓磨床、平面磨床、滾磨床、齒輪磨床、萬能磨床等等。

鉆床

　　6.1 古代鉆床——“弓轆轤”鉆孔技術(shù)有著久遠的歷史。考古學(xué)家現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，公元前

4000年，人類就發(fā)明了打孔用的裝置。古人在兩根立柱上架個橫梁，再從橫梁上向下懸掛一個能夠旋轉(zhuǎn)的錐子，然后用弓弦纏繞帶動錐子旋轉(zhuǎn)，這樣就能在木頭石塊上打孔了。不久，人們還設(shè)計出了稱為“轆轤”的打孔用具，它也是利用有彈性的弓弦，使得錐子旋轉(zhuǎn)。

　　6.2 第一臺鉆床（惠特沃斯，1862年）到了1850年前后，德國人馬蒂格諾尼最早制成了用于金屬打孔的麻花鉆；1862年在英國倫敦召開的國際博覽會上，英國人惠特沃斯展出了由動力驅(qū)動的鑄鐵柜架的鉆床，這便成了近代鉆床的雛形。

　　以后，各種鉆床接連出現(xiàn)，有搖臂鉆床、備有自動進刀機構(gòu)的鉆床、能一次同時打多個孔的多軸鉆床等。由于工具材料和鉆頭的改進，加上采用了電動機，大型的高性能的鉆床終于制造出來了。

數(shù)控機床

　　是數(shù)字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件的控制單元，數(shù)控機床的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機床的大腦。

　　●加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；

　　●可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復(fù)雜的零件；

　　●加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準備時間；

　　●機床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機床的3~5倍）；

　　●機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；

　　●對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高。

　　數(shù)控機床一般由下列幾個部分組成：

　　●主機，是數(shù)控機床的主體，包括機床身、立柱、主軸、進給機構(gòu)等機械部件。它是用于完成各種切削加工的機械部件。

　　●數(shù)控裝置，是數(shù)控機床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。

　　●驅(qū)動裝置，是數(shù)控機床執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。它在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進給驅(qū)動。當幾個進給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。

　　●輔助裝置，指數(shù)控機床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。

　　●編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。

　　數(shù)控機床加工流程說明

　　CAD：Computer Aided Design,即計算機輔助設(shè)計。2D或3D的工件或立體圖設(shè)計

　　CAM：Computer Aided Making，即計算機輔助制造。使用CAM軟體生成G-Code

　　CNC：數(shù)控機床控制器，讀入G-Code開始加工

　　數(shù)控機床加工程式說明

　　CNC程式可分為主程序及副程序（子程序），凡是重覆加工的部份，可用副程序編寫，以簡化主程序的設(shè)計。

　　字元（數(shù)值資料）→字語→單節(jié)→加工程序。

　　只要打開Windows操作系統(tǒng)里的記事本就可編輯CNC碼，寫好的CNC程式則可用模擬軟體來模擬刀具路徑的正確性。

　　數(shù)控機床基本機能指令說明

　　所謂機能指令是由位址碼（英文字母）及兩個數(shù)字所組成，具有某種意義的動作或功能，可分為七大類，即G機能（準備機能），M機能（輔助機能），T機能（刀具機能），S機能（主軸轉(zhuǎn)速機能），F(xiàn)機能（進給率機能），N機能（單節(jié)編號機能）和H/D機能（刀具補正機能）。

　　數(shù)控機床參考點說明

　　通常在數(shù)控工具機程式編寫時，至少須選用一個參考坐標點來計算工作圖上各點之坐標值，這些參考點我們稱之為零點或原點，常用之參考點有機械原點、回歸參考點、工作原點、程式原點。

　　機械參考點(Machine reference point)：機械參考點或稱為機械原點，它是機械上的一個固定的參考點。

　　回歸參考點 (Reference points)：在機器的各軸上都有一回歸參考點，這些回歸參考點的位置，以行程監(jiān)測裝置極限開關(guān)預(yù)先精確設(shè)定，作為工作臺及主軸的回歸點。

　　工作參考點 (Work reference points)：工作參考點或稱工作原點，它是工作坐標系統(tǒng)之原點，該點是浮動的，由程式設(shè)計者依需要而設(shè)定，一般被設(shè)定于工作臺上（工作上）任一位置。

　　程式參考點 (Program reference points)：程式參考點或稱程式原點，它是工作上所有轉(zhuǎn)折點坐標值之基準點，此點必須在編寫程式時加以選定，所以程式設(shè)計者選定時須選擇一個方便的點，以利程式之寫作。

　　鋼制伸縮式導(dǎo)軌防護罩為高品質(zhì)的2-3mm厚鋼板冷壓成形而成，根據(jù)要求也可以為不銹鋼的。特殊的表面磨光會使其另外升值。我們可以為所有的機床種類提供相應(yīng)的導(dǎo)軌防護類型（水平、垂直、傾斜、橫向）。

　　鋼板防護罩

　　根據(jù)運行速度及導(dǎo)軌的不同我們所研制的防護罩結(jié)構(gòu)也不同。運行速度10m/min之下的我們裝有聚安脂或黃銅滑塊。中等速度30m/min之下的我們裝有滾軸。另外驅(qū)動板、刮屑板及吸屑板之間還需要用緩沖系統(tǒng)。滑塊緩沖系統(tǒng)的目的是減少碰撞、噪音及摩擦。

　　鋼制伸縮式導(dǎo)軌防護罩的節(jié)數(shù)對其比例、重量及運行特性都很重要。每個單節(jié)都應(yīng)盡可能的長，這樣可以減少節(jié)數(shù)，降低成本。一般情況最大拉伸與最小壓縮比例應(yīng)在3：1 和5：1之間。

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