車(chē)鏜銑刨磨鉆等機(jī)床的歷史故事

刨床  

　　在發(fā)明過(guò)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(jī)，需要鏜床相助；蒸汽機(jī)發(fā)明發(fā)后，從工藝要求上又開(kāi)始呼喚龍門(mén)刨床了?？梢哉f(shuō)，正是蒸汽機(jī)的發(fā)明，導(dǎo)致了“工作母機(jī)”從鏜床、車(chē)床向龍門(mén)刨床的設(shè)計(jì)發(fā)展。其實(shí)，刨床就是一種刨金屬的“刨子”。

　　1、加工大平面的龍門(mén)刨床（1839年）由于蒸汽機(jī)閥座的平面加工需要，從19世紀(jì)初開(kāi)始，很多技術(shù)人員開(kāi)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·?？怂挂约凹s瑟夫·克萊門(mén)特等，他們從1814年開(kāi)始，在25年的時(shí)間內(nèi)各自獨(dú)立地制造出了龍門(mén)刨床。這種龍門(mén)刨床是把加工物件固定在往返平臺(tái)上，刨刀切削加工物的一面。但是，這種刨床還沒(méi)有送刀裝置，正處在從“工具”向“機(jī)械”的轉(zhuǎn)化過(guò)程之中。到了1839年，鏜銑頭廠家，英國(guó)一個(gè)名叫博德默的人終于設(shè)計(jì)出了具有送刀裝置的龍門(mén)刨床。

　　2、加工面的牛頭刨床另一位英國(guó)人內(nèi)從1831年起的40年內(nèi)發(fā)明制造了加工面的牛頭刨床，它可以把加工物體固定在床身上，而刀具作往返運(yùn)動(dòng)。

　　此后，由于工具的改進(jìn)、電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，龍門(mén)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。

龍門(mén)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)

滑枕是龍門(mén)加工中心的重要結(jié)構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)劣決定機(jī)床的工作穩(wěn)定性和精度穩(wěn)定性，尤其是其主要孔系的加工，是滑枕的主要加工部位，鏜銑頭， 加工難度大、加工精度要求較高，通過(guò)對(duì)滑枕主傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用新材料碳纖維復(fù)合材料管傳動(dòng)軸，去掉滑枕內(nèi)腔的3個(gè)軸承孔，使原有深孔加工簡(jiǎn)化為一般孔系加工。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。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(mǎn)足生產(chǎn)需求，取得了良好的效益。

龍門(mén)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)

　　碳纖維管傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)形式及扭矩校核。圖4中碳纖維管傳動(dòng)軸5可以選用市場(chǎng)上成熟的商品化產(chǎn)品即碳纖維管傳動(dòng)軸，其結(jié)構(gòu)形式如圖5所示。中間管為碳纖維復(fù)合材料制成，與兩端法蘭軸套件通過(guò)粘結(jié)工藝連接并在徑向用螺絲鎖緊，兩端加裝柔性連接裝置即特殊型鋼片式聯(lián)軸器。選用的碳纖維管傳動(dòng)軸主要參數(shù)如下：額定扭矩2 500N·m，高轉(zhuǎn)速4 000r/min。聯(lián)軸器額定扭矩校核TKN≥TN·SB·St·SR其中， T K N為聯(lián)軸器額定扭矩（N·m），方滑枕鏜銑頭，已知為2 500N·m；TN為機(jī)床輸出扭矩（Ｎ·m），已知為560N·m；SB為工作系數(shù)，機(jī)床工具機(jī)取2；St為溫度系數(shù)，工作溫度在－30～150℃時(shí)取1，本例取1；SR為旋向系數(shù)，始終一個(gè)旋轉(zhuǎn)向取1，鏜銑頭價(jià)格，正反轉(zhuǎn)取1.7，本例取1.7。

　將上述各參數(shù)帶入額定扭矩校核公式，得TKN≥1 904N·m，且允許高轉(zhuǎn)速4 000r／min，大于機(jī)床高轉(zhuǎn)速3 500r／min。因此，所選用的碳纖維管傳動(dòng)軸符合機(jī)床傳動(dòng)要求。

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