機(jī)床是將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，它是制造機(jī)器的機(jī)器，所以又稱為”工作母機(jī)”或”工具機(jī)”，習(xí)慣上簡(jiǎn)稱機(jī)床?，F(xiàn)代機(jī)械制造中加工機(jī)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(xì)的零件，一般都需在機(jī)床上用切削的方法進(jìn)行最終加工。在一般的機(jī)器制造中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量占機(jī)器總制造工作量的40％-60％，機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的建設(shè)中起著重大作用。
1、機(jī)床的發(fā)展簡(jiǎn)史
　　
　　1.1古代樹木機(jī)床
　　
　　公元前二千多年出現(xiàn)的樹木車床是機(jī)床最早的雛形。工作時(shí)，腳踏繩索下端的套圈，利用樹枝的彈性使工件由繩索帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，手拿貝殼或石片等作為刀具，沿板條移動(dòng)工具切削工件。中世紀(jì)的彈性桿棒車床運(yùn)用的仍是這一原理。
　　
　　1.2十五世紀(jì)的機(jī)床雛形
　　
　　十五世紀(jì)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機(jī)，以及水力驅(qū)動(dòng)的炮筒鏜床。1501年左右，意大利人列奧納多·達(dá)芬奇曾繪制過車床、鏜床、螺紋加工機(jī)床和內(nèi)圓磨床的構(gòu)想草圖，其中已有曲柄、飛輪、項(xiàng)尖和軸承等新機(jī)構(gòu)。中國(guó)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(jī)床的產(chǎn)生和改進(jìn)
　　
　　十八世紀(jì)的工業(yè)革命推動(dòng)了機(jī)床的發(fā)展。1774年，英國(guó)人威爾金森發(fā)明了較精密的炮筒鏜床。次年，他用這臺(tái)炮筒鏜床鏜出的汽缸，滿足了瓦特蒸汽機(jī)的要求。為了鏜制更大的汽缸，他又于1775年制造了一臺(tái)水輪驅(qū)動(dòng)的汽缸鏜床，促進(jìn)了蒸汽機(jī)的發(fā)展。從此，機(jī)床開始用蒸汽機(jī)通過曲軸驅(qū)動(dòng)。
　　
　　1797年，英國(guó)人莫茲利創(chuàng)制成的車床由絲杠傳動(dòng)刀架，能實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)進(jìn)給和車削螺紋，這是機(jī)床結(jié)構(gòu)的一次重大變革。莫茲利也因此被稱為“英國(guó)機(jī)床工業(yè)之父”。
　　
　　19世紀(jì)，由于紡織、動(dòng)力、交通運(yùn)輸機(jī)械和軍火生產(chǎn)的推動(dòng)，各種類型的機(jī)床相繼出現(xiàn)。1817年，英國(guó)人羅伯茨創(chuàng)制龍門刨床；1818年美國(guó)人惠特尼制成臥式銑床；1876年，美國(guó)制成萬能外圓磨床；1835和1897年又先后發(fā)明滾齒機(jī)和插齒機(jī)。
　　
　　十九世紀(jì)最優(yōu)秀的機(jī)械技師應(yīng)數(shù)惠特沃斯，他于1834年制成了測(cè)長(zhǎng)機(jī)，該測(cè)長(zhǎng)機(jī)可以測(cè)量出長(zhǎng)度誤差萬分之一英寸左右。這種測(cè)長(zhǎng)機(jī)的原理和千分尺相同，通過轉(zhuǎn)動(dòng)分度板可以進(jìn)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(shí)發(fā)明滾齒機(jī)。除此以外，惠特沃斯還設(shè)計(jì)了測(cè)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(jī)床生產(chǎn)業(yè)者都采用同一尺寸的標(biāo)準(zhǔn)螺紋。后來，英國(guó)的制定工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)接受了這一建議，從那以后直到今日，這種螺紋作為標(biāo)準(zhǔn)螺紋被各國(guó)所使用。
　　
　　工業(yè)技術(shù)發(fā)展的中心，從十九世紀(jì)起，就悄悄從英國(guó)移向美國(guó)。把英國(guó)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(yuǎn)見卓識(shí)，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(jì)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(xì)化而問世的，在這種車床中，裝有一個(gè)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(dòng)機(jī)的發(fā)明，機(jī)床開始先采用電動(dòng)機(jī)集中驅(qū)動(dòng)，后又廣泛使用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。二十世紀(jì)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(biāo)鏜床和螺紋磨床。同時(shí)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(dòng)機(jī)床、仿形機(jī)床、組合機(jī)床和自動(dòng)生產(chǎn)線。
　1.41900年進(jìn)入精密化時(shí)期
　　
　　19世紀(jì)末到20世紀(jì)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(jī)床已經(jīng)基本定型，這樣就為20世紀(jì)前期的精密機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械化和半自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。
　　
　　在20世紀(jì)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(jī)及其發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)，迫切需要精密的、自動(dòng)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(dòng)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(yù)為“汽車之父”的福特，提出：汽車應(yīng)該是“輕巧的、結(jié)實(shí)的、可靠的和便宜的”。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須研制高效率的磨床，為此，美國(guó)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(jī)械制造技術(shù)進(jìn)入了精密化的新階段。
　　
　　1.51920年進(jìn)入半自動(dòng)化時(shí)期
　　
　　在1920年以后的30年中，機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)入了半自動(dòng)化時(shí)期，液壓和電器元件在機(jī)床和其他機(jī)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(jìn)了新型銑床的發(fā)明，而且在龍門刨床等機(jī)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(jī)床的自動(dòng)控制上了。
　　
　　1.61950年進(jìn)入自動(dòng)化時(shí)期
　　
　　第二次世界大戰(zhàn)以后，由于數(shù)控和群控機(jī)床和自動(dòng)線的出現(xiàn)，機(jī)床的發(fā)展開始進(jìn)入了自動(dòng)化時(shí)期。數(shù)控機(jī)床是在電子計(jì)算機(jī)發(fā)明之后，運(yùn)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(jìn)行存貯，并按其發(fā)出的指令控制機(jī)床，按既定的要求進(jìn)行加工的新式機(jī)床。
　　
　　1.6.1世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床（銑床）誕生（1951年）
　　
　　數(shù)控機(jī)床的方案，是美國(guó)的帕森斯在研制檢查飛機(jī)螺旋槳葉剖面輪廓的板葉加工機(jī)時(shí)向美國(guó)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(tái)電子管數(shù)控機(jī)床樣機(jī)，成功地解決了多品種小批量的復(fù)雜零件加工的自動(dòng)化問題。以后，一方面數(shù)控原理從銑床擴(kuò)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(guó)研制成能自動(dòng)更換刀具，以進(jìn)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(guó)的毛林斯機(jī)械公司研制成了第一條數(shù)控機(jī)床組成的自動(dòng)線，不久，美國(guó)通用電氣公司提出了“工廠自動(dòng)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(dòng)化車間，自動(dòng)化工廠也已開始建造。
　　
　　1970年至1974年，由于小型計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)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(tái)小型電子計(jì)算機(jī)同時(shí)控制多臺(tái)機(jī)床，出現(xiàn)了“群控”；第二次是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，用一支光筆進(jìn)行設(shè)計(jì)和修改設(shè)計(jì)及計(jì)算程序；第三次是按加工的實(shí)際情況及意外變化反饋并自動(dòng)改變加工用量和切削速度，出現(xiàn)了自適控制系統(tǒng)的機(jī)床。經(jīng)過100多年的風(fēng)風(fēng)雨雨，機(jī)床的家族已日漸成熟，真正成了機(jī)械領(lǐng)域的“工作母機(jī)”。
　二、普通機(jī)床
　　
　　1、車床
　　
　　車床是主要用車刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)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(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。
　　
　　1.1古代滑輪、弓形桿的“弓車床”
　　
　　早在古埃及時(shí)代，人們已經(jīng)發(fā)明了將木材繞著它的中心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)用刀具進(jìn)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(dòng)繩子轉(zhuǎn)動(dòng)木材，并手持刀具而進(jìn)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(jìn)行車削，這便是“弓車床”。
　　
　　1.2中世紀(jì)曲軸、飛輪傳動(dòng)的“腳踏車床”
　　
　　到了中世紀(jì)，有人設(shè)計(jì)出了用腳踏板旋轉(zhuǎn)曲軸并帶動(dòng)飛輪，再傳動(dòng)到主軸使其旋轉(zhuǎn)的“腳踏車床”。16世紀(jì)中葉，法國(guó)有一個(gè)叫貝松的設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)了一種用螺絲杠使刀具滑動(dòng)的車螺絲用的車床，可惜的是，這種車床并沒有推廣使用。
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