機械百科:機床綜述
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機床是對金屬或其他材料的坯料或工件進行加工,使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質量的機器。機械產(chǎn)品的零件通常都是用機床加工出來的。機床是制造機器的機器,也是能制造機床本身的機器,這是機床區(qū)別于其他機器的主要特點,故機床又稱為工作母機或工具機。
機床主要包括金屬切削機床,主要用于對金屬進行切削加工;木工機床,用于對木材進行切削加工;特種加工機床,用物理、化學等方法對工件進行特種加工;鍛壓機械。狹義的機床僅指使用的最廣泛、數(shù)量最多的金屬切削機床。
機床是機械工業(yè)的基本生產(chǎn)設備,它的品種、質量和加工效率直接影響著其他機械產(chǎn)品的生產(chǎn)技術水平和經(jīng)濟效益。因此,機床工業(yè)的現(xiàn)代化水平和規(guī)模,以及所擁有機床的數(shù)量和質量是一個國家工業(yè)發(fā)達程度的重要標志之一。
機床的發(fā)展簡史
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,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。
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,以及水力驅動的炮筒鏜床。1500年左右,意大利人列奧納多·達芬奇曾繪制過車床、鏜床、螺紋加工機床和內圓磨床的構想草圖,其中已有曲柄、飛輪、項尖和軸承等新機構。中國明朝出版的《天工開物》中也載有磨床的結構,用腳踏的方法使鐵盤旋轉,加上沙子和水剖切玉石。
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1776年制造了一臺水輪驅動的汽缸鏜床,促進了蒸汽機的發(fā)展。從此,機床開始用蒸汽機通過天軸驅動。
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,這是機床結構的一次重大變革。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。
隨著電動機的發(fā)明,機床開始先采用電動機集中驅動,后又廣泛使用單獨電動機驅動。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。
隨著電子技術的發(fā)展,美國于1952年研制成第一臺數(shù)字控制機床;1958年研制成能自動更換刀具,以進行多工序加工的加工中心。從此,隨著電子技術和計算機技術的發(fā)展和應用,使機床在驅動方式、控制系統(tǒng)和結構功能等方面都發(fā)生顯著的變革。