沈阳屹朋机械设备有限公司为您讲述那些机床的历史故事

2017-09-30  来自: 沈阳屹朋机械设备有限公司 浏览次数:302

现代机械制造中加工机械零件的办法很多:除切削加工外,还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等,凡是属精度请求较高和外表粗糙度请求较细的零件,普通都需在机床上用切削的办法停止最终加工。在普通的机器制造中,机床所担负的加工工作量占机器总制造工作量的40%-60%,机床在国民经济现代化的建立中起着严重作用。


        机床主要是按加工办法和所用刀具停止分类,依据国度制定的机床型号编制办法,机床分为11大类:车床,钻床,镗床,磨床,齿轮加工机床,螺纹加工机床,铣床,刨插床,拉床,锯床和其他机床。在每一类机床中,又按工艺范围,规划型式和构造性能分为若干组,每一组又分为若干个系列。下面简单给大家讲述局部车床。


一、车床 

   车床是主要用车刀对旋转的工件停止车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等停止相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转外表的工件,是机械制造和修配工厂中运用最广的一类机床。


  1、古代滑轮、弓形杆的“弓车床”早在古埃及时期,人们曾经创造了将木材绕着它的中心轴旋转时用刀具停止车削的技术。起初,人们是用两根立木作为支架,架起要车削的木材,应用树枝的弹力把绳索卷到木材上,靠手拉或脚踏拉动绳子转动木材,并手持刀具而停止切削。


  这种古老的办法逐步演化,开展成了在滑轮上绕二三圈绳子,绳子架在弯成弓形的弹性杆上,来回推拉弓使加工物体旋转从而停止车削,这便是“弓车床”。


  2、中世纪曲轴、飞轮传动的“脚踏车床”到了中世纪,有人设计出了用脚踏板旋转曲轴并带动飞轮,再传动到主轴使其旋转的“脚踏车床”。16世纪中叶,法国有一个叫贝松的设计师设计了一种用螺丝杠使刀具滑动的车螺丝用的车床,可惜的是,这种车床并没有推行运用。


  3、十八世纪降生了床头箱、卡盘时间到了18世纪,又有人设计了一种用脚踏板和连杆旋转曲轴,能够把转动动能储存在飞轮上的车床上,并从直接旋转工件开展到了旋转床头箱,床头箱是一个用于夹持工件的卡盘。


  4、1797年英国人莫兹利创造了划时期的刀架车床,这种车床带有精细的导螺杆和可互换的齿轮。


  莫兹利生于1771年,18岁的时分,他是创造家布拉默的得力助手。听说,布拉默原先不断是干农活的,16岁那年因一次事故致使右踝伤残,才不得不改行从事机动性不强的木工活。他的第一项创造便是1778年的抽水马桶,莫兹利开端不断协助布拉默设计水压机和其他机械,直到26岁才分开布拉默,由于布拉默粗暴地回绝了莫利兹提出的把工资增加到每周30先令以上的恳求。


  就在莫兹利分开布拉默的那一年,他制成了第一台螺纹车床,这是一台全金属的车床,可以沿着两根平行导轨挪动的刀具座和尾座。导轨的导向面是三角形的,在主轴旋转时带动丝杠使刀具架横向挪动。这是近代车床所具有的主要机构,用这种车床能够车制恣意节距的精细金属螺丝。


  3年以后,莫兹利在他本人的车间里制造了一台愈加完善的车床,上面的齿轮能够相互改换,可改动进给速度和被加工螺纹的螺距。1817年,另一位英国人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改动主轴转速。不久,更大型的车床也问世了,为蒸汽机和其他机械的创造立下了丰功伟绩。


  5、各种专用车床的降生为了进步机械化自动化水平,1845年,美国的菲奇创造转塔车床;1848年,美国又呈现回轮车床;1873年,美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床,不久他又制成三轴自动车床;20世纪初呈现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。由于高速工具钢的创造和电动机的应用,车床不时完善,终于到达了高速度和高精度的现代程度。


  第一次世界大战后,由于军火、汽车和其他机械工业的需求,各种高效自动车床和特地化车床疾速开展。为了进步小批量工件的消费率,40年代末,带液压仿形安装的车床得到推行,与此同时,多刀车床也得到开展。50年代中,开展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。数控技术于60年代始用于车床,70年代后得到疾速开展。


  6、车床依用处和功用辨别为多品种型。


  普通车床的加工对象广,主轴转速和进给量的调整范围大,能加工工件的内表面面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作,消费效率低,适用于单件、小批消费和修配车间。


  转塔车床和回转车床具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架,能在工件的一次装夹中由工人依次运用不同刀具完成多种工序,适用于成批消费。


  自动车床能按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工,能自动上下料,反复加工一批同样的工件,适用于大批、大量消费。


  多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的规划方式与普通车床类似,但两组刀架分别装在主轴的前后或上下,用于加工盘、环和轴类工件,其消费率比普通车床进步3~5倍。


  仿形车床能仿照榜样或样件的外形尺寸,自动完成工件的加工循环,适用于外形较复杂的工件的小批和成批消费,消费率比普通车床高10~15倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型。


  立式车床的主轴垂直于程度面,工件装夹在程度的回转工作台上,刀架在横梁或立柱上挪动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上装置的工件,普通分为单柱和双柱两大类。


  铲齿车床在车削的同时,刀架周期地作径向往复运动,用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面。通常带有铲磨附件,由单独电动机驱动的小砂轮铲磨齿面。


  特地车床是用于加工某类工件的特定外表的车床,如曲轴车床、凸轮轴车床、车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等。


  结合车床主要用于车削加工,但附加一些特殊部件和附件后,还可停止镗、铣、钻、插、磨等加工,具有“一机多能”的特性,适用于工程车、船舶或挪动修理站上的修配工作。


二、镗床 

    门制造机器的行家里手,但他们却能制造各种各样的手工用具,例如刀、锯、针、钻、锥、磨以及轴类、套类、齿轮类、床架类等等,其实机器就是由这些零部件组装而成的。

  1、最早的镗床设计者——达·芬奇镗床被称为“机械之母”。说起镗床,还先得说说达·芬奇。这位传奇式的人物,可能就是最早用于金属加工的镗床的设计者。他设计的镗床是以水力或脚踏板作为动力,镗削的工具紧贴着工件旋转,工件则固定在用起重机带动的挪动台上。1540年,另一位画家画了一幅《火工术》的画,也有同样的镗床图,那时的镗床特地用来对中空铸件停止精加工。

  2、为大炮炮筒加工而降生的第一台镗床(威尔金森,1775年)到了17世纪,由于军事上的需求,大炮制造业的开展非常疾速,如何制造出大炮的炮筒成了人们亟需处理的一大难题。

  世界上第一台真正的镗床是1775年由威尔金森创造的。其实,确切地说,威尔金森的镗床是一种可以精细地加工大炮的钻孔机,它是一种空心圆筒形镗杆,两端都装置在轴承上。

  1728年,威尔金森出生在美国,在他20岁时,迁到斯塔福德郡,建造了比尔斯顿的第一座炼铁炉。因而,人称威尔金森为“斯塔福德郡的铁匠巨匠”。

      1775年,47岁的威尔金森在他父亲的工厂里经过不时努力,终于制造出了这种能以稀有的精度钻大炮炮筒的新机器。有意义的是,1808年威尔金森逝世以后,他就葬在本人设计的铸铁棺内。

  3、镗床为瓦特的蒸汽机做出了重要奉献假如说没有蒸汽机的话,当时就不可能呈现第一次工业反动的浪潮。而蒸汽机本身的开展和应用,除了必要的社会机遇之外,技术上的一些前提条件也是不可无视的,由于制造蒸汽机的零部件,远不像木匠削木头那么容易,要把金属制成一些特殊外形,而且加工的精度请求又高,没有相应的技术设备是做不到的。比方说,制造蒸汽机的汽缸和活塞,活塞制造过程中所请求的外径的精度,能够从外面边量尺寸边停止切削,但要满足汽缸内径的精度请求,采用普通加工办法就不容易做到了。

  斯密顿是十八世纪杰出的机械技师。斯密顿设计的水车、风车设备达43件之多。在制造蒸汽机时,斯密顿最感棘手的是加工汽缸。要想将一个大型的汽缸内圆加工成圆形,是相当艰难的。为此,斯密顿在卡伦铁工厂制造了一台切削汽缸内圆用的特殊机床。用水车作动力驱动的这种镗床,在其长轴的前端装置上刀具,这种刀具能够在汽缸内转动,以此就能够加工其内圆。由于刀具装置在长轴的前端,就会呈现轴的挠度等问题,所以,要想加工出真正圆形的汽缸是非常艰难的。为此,斯密顿不得不屡次改动汽缸的位置停止加工。

  关于这个难题,威尔金森于1774年创造的镗床起了很大的作用。这种镗床应用水轮使资料圆筒旋转,并使其对准中心固定的刀具推进,由于刀具与资料之间有相对运动,资料就被镗出准确度很高的圆柱形孔洞。当时、用镗床做出直径为72英寸的汽缸,误差不超越六便士硬币的厚度。用现代技术权衡,这是个很大的误差,但在当时的条件下,能到达这个程度,曾经是很不简单了。

  但是,威尔金森的这项创造没有申请专利维护,人们纷繁仿制它,装置它。1802年,瓦特也在书中谈到了威尔金森的这项创造,并在他的索霍铁工厂里停止仿制。以后,瓦特在制造蒸汽机的汽缸和活塞时,也应用了威尔金森这架神奇的机器。原来,对活塞来说,能够在外面一边量着尺寸,一边停止切削,但对汽缸就不那么简单了,非用镗床不可。当时,瓦特就是应用水轮使金属圆筒旋转,让中心固定的刀具向前推进,用以切削圆筒内部,结果,直径75英寸的汽缸,误差还不到一个硬币的厚度,这在当对是很先进的了。

  4、工作台升降式镗床降生(赫顿,1885年)在以后的几十年间,人们对威尔金森的镗床作了许多改良。1885年,英国的赫顿制造了工作台升降式镗床,这已成为了现代镗床的雏型。

三、铣床 

    19世纪,英国人为了蒸汽机等工业反动的需求创造了镗床、刨床,而美国人为了消费大量的武器,则聚精会神于铣床的创造。铣床是一种带有外形各异铣刀的机器,它能够切削出特殊外形的工件,如螺旋槽、齿轮形等。

  早在1664年,英国科学家胡克就依托旋转圆形刀具制造出了一种用于切削的机器,这可算是原始的铣床了,但那时社会对此没有做出热情的反响。在十九世纪四十年代,普拉特设计了所谓林肯铣床。当然,真正确立铣床在机器制造中位置的,要算美国人惠特尼了。

  1、第一台普通铣床(惠特尼,1818年)1818年,惠特尼制造了世界上第一台普通铣床,但是,铣床的专利却是英国的博德默(带有送刀安装的龙门刨床的创造者)于1839年捷足先“得”的。由于铣床造价太高,所以当时问津者不多。

  2、第一台万能铣床(布朗,1862年)铣床缄默一段时间后,又在美国活泼起来。相比之下,惠特尼和普拉特还只能说是为铣床的创造应用做了奠基性的工作,真正创造能适用于工厂各种操作的铣床的功劳应该归属美国工程师约瑟夫·布朗。

  1862年,美国的布朗制造出了世界上最早的万能铣床,这种铣床在备有万有分度盘和综合铣刀方面是划时期的创举。万能铣床的工作台能在程度方向旋转一定的角度,并带有立铣头号附件。他设计的“万能铣床”在1867年巴黎博览会上展出时,取得了极大的胜利。同时,布朗还设计了一种经过研磨也不会变形的成形铣刀,接着还制造了磨铣刀的研磨机,使铣床到达了如今这样的程度。

四、刨床

    在创造过程中,许多事情常常是相辅相承、环环相扣的:为了制造蒸汽机,需求镗床相助;蒸汽机创造发后,从工艺请求上又开端召唤龙门刨床了。能够说,正是蒸汽机的创造,招致了“工作母机”从镗床、车床向龙门刨床的设计开展。其实,刨床就是一种刨金属的“刨子”。

  1、加工大平面的龙门刨床(1839年)由于蒸汽机阀座的平面加工需求,从19世纪初开端,很多技术人员开端了这方面的研讨,其中有理查德·罗伯特、理查德·普拉特、詹姆斯·福克斯以及约瑟夫·克莱门特等,他们从1814年开端,在25年的时间内各自独立地制造出了龙门刨床。这种龙门刨床是把加工物件固定在往复平台上,刨刀切削加工物的一面。但是,这种刨床还没有送刀安装,正处在从“工具”向“机械”的转化过程之中。到了1839年,英国一个名叫博德默的人终于设计出了具有送刀安装的龙门刨床。

  2、加工小平面的牛头刨床另一位英国人内史密斯从1831年起的40年内创造制造了加工小平面的牛头刨床,它能够把加工物体固定在床身上,而刀具作往复运动。

  尔后,由于工具的改良、电动机的呈现,龙门刨床一方面朝高速切割、高精度方向开展,另一方面朝大型化方向开展。

五、磨床 

   磨削是人类自古以来就晓得的一种古老技术,旧石器时期,磨制石器用的就是这种技术。以后,随着金属用具的运用,促进了研磨技术的开展。但是,设计知名副其实的磨削机械还是近代的事情,即便在19世纪初期,人们仍然是经过旋转自然磨石,让它接触加工物体停止磨削加工的。

  1、第一台磨床(1864年)1864年,美国制成了世界上第一台磨床,这是在车床的溜板刀架上装上砂轮,并且使它具有自动传送的一种安装。过了12年以后,美国的布朗创造了接近现代磨床的万能磨床。

  2、人造磨石——砂轮的降生(1892年)人造磨石的需求也随之兴起。如何研制出比自然磨石更耐磨的磨石呢?1892年,美国人艾奇逊试制胜利了用焦炭和砂制成的碳化硅,这是一种现称为C磨料的人造磨石;两年以后,以氧化铝为主要成份的A磨料又试制胜利,这样,磨床便得到了更普遍的应用。

  以后,由于轴承、导轨局部的进一步改良,磨床的精度越来越高,并且向专业化方向开展,呈现了内圆磨床、平面磨床、滚磨床、齿轮磨床、万能磨床等等。

六、钻床 

  1、古代钻床——“弓辘轳”钻孔技术有着长远的历史。考古学家现已发现,公元前4000年,人类就创造了打孔用的安装。古人在两根立柱上架个横梁,再从横梁上向下悬挂一个可以旋转的锥子,然后用弓弦缠绕带动锥子旋转,这样就能在木头石块上打孔了。不久,人们还设计出了称为“辘轳”的打孔用具,它也是应用有弹性的弓弦,使得锥子旋转。

  2、第一台钻床(惠特沃斯,1862年)到了1850年前后,德国人马蒂格诺尼最早制成了用于金属打孔的麻花钻;1862年在英国伦敦召开的国际博览会上,英国人惠特沃斯展出了由动力驱动的铸铁柜架的钻床,这便成了近代钻床的雏形。

  以后,各种钻床接连呈现,有摇臂钻床、备有自动进刀机构的钻床、能一次同时打多个孔的多轴钻床等。由于工具资料和钻头的改良,加上采用了电动机,大型的高性能的钻床终于制造出来了。



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