車鏜銑刨磨鉆等機(jī)床的歷史故事

 現(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?？脊艑W(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。

       機(jī)床主要是按加工方法和所用刀具進(jìn)行分類，根據(jù)國(guó)家制定的機(jī)床型號(hào)編制方法，機(jī)床分為11大類：車床，鉆床，鏜床，磨床，齒輪加工機(jī)床，螺紋加工機(jī)床，銑床，刨插床，拉床，鋸床和其他機(jī)床。在每一類機(jī)床中，又按工藝范圍，布局型式和結(jié)構(gòu)性能分為若干組，每一組又分為若干個(gè)系列。下面簡(jiǎn)單給大家講述部分車床。緊固壓板時(shí)，四個(gè)壓緊螺釘用力要均勻并用塞尺檢查各斜面與壓板均無(wú)間隙。

一、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、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。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。

　　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(lái)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”。

　　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(méi)有推廣使用。將傳動(dòng)部件裝入到主軸殼體內(nèi)，錐齒輪則與另一只床身上的錐齒輪相結(jié)合，調(diào)整間隙后進(jìn)行拆除，準(zhǔn)備總裝。

　　3、十八世紀(jì)誕生了床頭箱、卡盤時(shí)間到了18世紀(jì)，又有人設(shè)計(jì)了一種用腳踏板和連桿旋轉(zhuǎn)曲軸，可以把轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)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(gè)用于夾持工件的卡盤。

　　4、1797年英國(guó)人莫茲利發(fā)明了劃時(shí)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(shí)候，他是發(fā)明家布拉默的得力助手。據(jù)說(shuō)，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(jī)動(dòng)性不強(qiáng)的木工活。他的一項(xiàng)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(jì)水壓機(jī)和其他機(jī)械，直到26歲才離開布拉默，因?yàn)椴祭直┑鼐芙^了莫利茲提出的把工資增加到每周30先令以上的請(qǐng)求。本發(fā)明具備C軸自動(dòng)轉(zhuǎn)位功能，自動(dòng)化程度較高，填補(bǔ)了以往加工一些復(fù)雜零件特別是需要進(jìn)入深腔實(shí)現(xiàn)多角度加工的零件加工領(lǐng)域的空白。

　　就在莫茲利離開布拉默的那一年，他制成了一臺(tái)螺紋車床，這是一臺(tái)全金屬的車床，能夠沿著兩根平行導(dǎo)軌移動(dòng)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(shí)帶動(dòng)絲杠使刀具架橫向移動(dòng)。這是近代車床所具有的主要機(jī)構(gòu)，用這種車床可以車制任意節(jié)距的精密金屬螺絲。以上部分安裝好以后，還需要進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的修整，實(shí)際上就是墊圈的調(diào)整，目的在于使兩只錐齒輪的間隙保持在0。

　　3年以后，莫茲利在他自己的車間里制造了一臺(tái)更加完善的車床，上面的齒輪可以互相更換，可改變進(jìn)給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一位英國(guó)人羅伯茨采用了四級(jí)帶輪和背輪機(jī)構(gòu)來(lái)改變主軸轉(zhuǎn)速。不久，更大型的車床也問(wèn)世了，為蒸汽機(jī)和其他機(jī)械的發(fā)明立下了汗馬功勞。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，加工效率與加工精度都完全滿足生產(chǎn)需求，取得了良好的效益。

　　5、各種專用車床的誕生為了提高機(jī)械化自動(dòng)化程度，1845年，美國(guó)的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床；1848年，美國(guó)又出現(xiàn)回輪車床；間單的說(shuō),頭是頭基本上可以轉(zhuǎn)任何角度,對(duì)工件多面多方位加工,而分度頭只是工件在轉(zhuǎn),一把只能加工小的工件,而加工的范圍也是有限的,只能加工旋轉(zhuǎn)軸方向的平面。1873年，美國(guó)的斯潘塞制成一臺(tái)單軸自動(dòng)車床，不久他又制成三軸自動(dòng)車床；20世紀(jì)初出現(xiàn)了由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)的應(yīng)用，車床不斷完善，終于達(dá)到了高速度和高精度的現(xiàn)代水平。

　　一次世界大戰(zhàn)后，由于汽車和其他機(jī)械工業(yè)的需要，各種高效自動(dòng)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(shí)，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。2、一臺(tái)鉆床（惠特沃斯，1862年）到了1850年前后，德國(guó)人馬蒂格諾尼最早制成了用于金屬打孔的麻花鉆。數(shù)控技術(shù)于60年代的開始用于車床，70年代后得到迅速發(fā)展。

　　6、車床依用途和功能區(qū)分為多種類型。

　　普通車床的加工對(duì)象廣，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)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(dòng)車床能按一定程序自動(dòng)完成中小型工件的多工序加工，能自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(tái)上，刀架在橫梁或立柱上移動(dòng)。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(shí)，刀架周期地作徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，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(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jìn)行鏜、銑、鉆、插、磨等加工，具有“一機(jī)多能”的特點(diǎn)，適用于工程車、船舶或移動(dòng)修理站上的修配工作。

潤(rùn)滑工作是決定鏜銑頭能夠正常工作的關(guān)鍵

　　鏜銑頭主軸旋轉(zhuǎn)由電力，進(jìn)給及控制由壓縮空氣壓力進(jìn)行的性能價(jià)格比卓越的鉆削裝置，根據(jù)加工條件可以從豐富的機(jī)種中選擇適合的型號(hào)。鏜銑頭主軸電動(dòng)機(jī)采用了高性能、高功率的電動(dòng)機(jī)、具有從低轉(zhuǎn)速到高轉(zhuǎn)速?gòu)V泛的類型。鉆孔攻牙主軸頭屬動(dòng)力部件，可進(jìn)行鉆孔、攻牙作業(yè)，也可以裝配裝多軸器用以提升效率，滿足精度要求較高之產(chǎn)品加的需求，產(chǎn)品可配作自動(dòng)化作業(yè)模式。使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)易于提高加工和安裝精度，大大降低了加工難度和生產(chǎn)成本，提高了工藝性能。

　　操作鏜銑頭的工作人員必須在操作前穿好保證安全的勞動(dòng)用品，做好檢查工作也是操作前必須做的工作，工作人員要事先檢查操作手柄、開關(guān)、旋鈕、夾具機(jī)構(gòu)、液壓活塞的連接位置是否正確，能否正常進(jìn)行操作，安全裝置有無(wú)異常情況，發(fā)現(xiàn)有不正確的地方要及時(shí)進(jìn)行檢修，不能使用存在安全隱患的機(jī)器進(jìn)行操作。要經(jīng)常檢查在機(jī)床各軸的運(yùn)行范圍內(nèi)有沒(méi)有障礙物，發(fā)現(xiàn)障礙物要及時(shí)清理。然后是錐齒輪的裝配，這里需要以內(nèi)襯套作為基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行平鍵的裝配。

　　鏜銑頭作為一種機(jī)器生產(chǎn)的器件，其潤(rùn)滑工作是決定鏜銑頭能夠正常工作的關(guān)鍵。我們?cè)谶M(jìn)行鏜銑頭潤(rùn)滑工作前，需要選擇合適的潤(rùn)滑劑，通常來(lái)說(shuō)，通常選擇鈉基潤(rùn)滑脂進(jìn)行機(jī)器的潤(rùn)滑。一般來(lái)說(shuō)，各個(gè)系統(tǒng)的潤(rùn)滑周期不同。對(duì)于鏜銑頭方滑枕內(nèi)的兩個(gè)軸承座，周期一般為半年。對(duì)于其它系統(tǒng)的潤(rùn)滑，往往有不同的來(lái)源。鏜銑動(dòng)力頭的維護(hù)保養(yǎng)（一）鏜銑動(dòng)力頭的維護(hù)保養(yǎng)工作主要是注意清潔、潤(rùn)滑和合理的操作。比如說(shuō)方滑枕和橫梁導(dǎo)軌是由定量泵供油進(jìn)行潤(rùn)滑，而傳動(dòng)的潤(rùn)滑是由液壓站供油。

　　鏜銑頭可以完成鏜、銑、鉸、攻多種功能。眾所周知，鏜銑頭主要是由主軸、滑枕部分、進(jìn)給部分、平衡油缸以及主傳動(dòng)箱幾個(gè)主要結(jié)構(gòu)組成。主軸錐孔也就是氣動(dòng)拉刀，主要依靠燃料動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。其滑枕部分是安裝在主軸箱里面。但是，滑枕部分除了字面上的滑動(dòng)意思外，即可以在箱體中上下移動(dòng)，它的剛性也還挺不錯(cuò)。進(jìn)給部分的作用很好理解，就是實(shí)現(xiàn)進(jìn)給移動(dòng)，其主要的動(dòng)力來(lái)源包括伺服電機(jī)和減速機(jī)，由此可以實(shí)現(xiàn)快檔和滿檔的調(diào)換。平衡油缸安裝在滑枕兩端，通過(guò)液壓站供油。1873年，美國(guó)的斯潘塞制成一臺(tái)單軸自動(dòng)車床，不久他又制成三軸自動(dòng)車床。后要說(shuō)的是鏜銑頭的動(dòng)力源頭電機(jī)。在鏜銑頭的設(shè)計(jì)中選用的都是高性能、高功率的電機(jī)，這可以提高其工作效率，也可以適應(yīng)從低轉(zhuǎn)速到高轉(zhuǎn)速的多種轉(zhuǎn)速的需要。

銑頭的加工方向

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　　銑頭指的是銑刀軸可在水平和垂直兩個(gè)平面內(nèi)回轉(zhuǎn)的銑頭.間單的說(shuō),頭是頭基本上可以轉(zhuǎn)任何角度,對(duì)工件多面多方位加工,而分度頭只是工件在轉(zhuǎn),一把只能加工小的工件,而加工的范圍也是有限的,只能加工旋轉(zhuǎn)軸方向的平面.

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龍門加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)和滑枕結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)床原滑枕主傳動(dòng)設(shè)計(jì)及分析

　　滑枕主傳動(dòng)部件是影響龍門五面加工中心整機(jī)切削性能、強(qiáng)度、剛性和熱平衡的關(guān)鍵部件。滑枕是主傳動(dòng)部件的關(guān)鍵零件，其結(jié)構(gòu)與工藝性將直接影響主傳動(dòng)部件的性能，其作用是把主軸電機(jī)和主軸連接起來(lái)并作Z向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在機(jī)床加工過(guò)程中，滑枕既要承擔(dān)自身的質(zhì)量，還要承受主電機(jī)及減速箱的質(zhì)量，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床快速平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng)，滑枕必須保持很好的動(dòng)態(tài)特性。但是，設(shè)計(jì)出名副其實(shí)的磨削機(jī)械還是近代的事情，即使在19世紀(jì)初期，人們依然是通過(guò)旋轉(zhuǎn)天然磨石，讓它接觸加工物體進(jìn)行磨削加工的。

　?。?）原滑枕主傳動(dòng)設(shè)計(jì)及工藝性分析。如圖2所示為龍門加工中心原滑枕主傳動(dòng)系統(tǒng)。主軸伺服電動(dòng)機(jī)1與方滑枕鏜銑頭主傳動(dòng)ZF減速箱2組配，ZF減速箱與滑枕采用分離式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，ZF減速箱置于滑枕頂端，通過(guò)兩根傳動(dòng)軸5、9和中間花鍵軸套7及聯(lián)軸器3、11將ZF減速箱的動(dòng)力傳遞給立臥鏜銑頭主軸12，驅(qū)動(dòng)刀具完成切削運(yùn)動(dòng)。XHT2420的主要技術(shù)參數(shù)為：主軸功率22/26kW，主軸扭矩560N·m，主軸轉(zhuǎn)速200～3500r/min，工作臺(tái)尺寸2m×6m，滑枕鏜銑頭行程（Z向）1000mm，三坐標(biāo)大移動(dòng)速度12m/min。

　　由圖2可見，兩傳動(dòng)軸5與9必須通過(guò)4、6、8、10共4組軸承支撐，滑枕零件傳動(dòng)軸孔多為深軸孔，加工精度特別是平行度、孔距和孔徑較難保證，易造成傳動(dòng)鏈松垮，減弱傳動(dòng)剛性，增大切削噪聲。此外，長(zhǎng)軸孔不易裝配，裝配質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性不高，影響傳動(dòng)剛性。此后，由于工具的改進(jìn)、電動(dòng)機(jī)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。