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)行終加工。小編今天告訴您，我們每天都會(huì)為大家編輯最有用的新聞和介紹最有質(zhì)量的產(chǎn)品信息，請(qǐng)關(guān)注我們的新聞動(dòng)態(tài)，會(huì)讓您收獲很多很多。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)床在國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的建設(shè)中起著重大作用。

       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。刀齒間歇性降低工件的邊緣，主要用于銑削加工平面，步驟，形成溝槽，表面和切割片等。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。下面簡單給大家講述部分車床。

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)。到了1839年，英國一個(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刨床。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”。

　　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”。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。16世紀(jì)中葉，法國有一個(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。

　　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。以后，各種鉆床接連出現(xiàn)，有搖臂鉆床、備有自動(dòng)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的鉆床、能一次同時(shí)打多個(gè)孔的多軸鉆床等。據(jù)說，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。

　　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。1873年，美國的斯潘塞制成一臺(tái)單軸自動(dòng)車床，不久他又制成三軸自動(dòng)車床。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。

　　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。這種加工方式效率低、周期長、交貨遲、成本高，難以滿足客戶需求。1817年，另一位英國人羅伯茨采用了四級(jí)帶輪和背輪機(jī)構(gòu)來改變主軸轉(zhuǎn)速。不久，更大型的車床也問世了，為蒸汽機(jī)和其他機(jī)械的發(fā)明立下了汗馬功勞。

　　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，美國的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床；1848年，美國又出現(xiàn)回輪車床；1873年，美國的斯潘塞制成一臺(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。然后用拿洗頭的手去按住銑頭柱旁邊的圓按鈕,例一只手繼續(xù)扭螺母直到扭緊,不知機(jī)型對(duì)不對(duì)。

　　一次后，由于汽車和其他機(jī)械工業(yè)的需要，各種自動(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。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。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。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。

刨床  

　　在發(fā)明過程中，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，從工藝要求上又開始呼喚龍門刨床了?？梢哉f，正是蒸汽機(jī)的發(fā)明，導(dǎo)致了“工作母機(jī)”從鏜床、車床向龍門刨床的設(shè)計(jì)發(fā)展。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)。其實(shí)，刨床就是一種刨金屬的“刨子”。

　　1、加工大平面的龍門刨床（1839年）由于蒸汽機(jī)閥座的平面加工需要，從19世紀(jì)初開始，很多技術(shù)人員開始了這方面的研究，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·克萊門特等，他們從1814年開始，在25年的時(shí)間內(nèi)各自獨(dú)立地制造出了龍門刨床。這種龍門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。由圖2可見，兩傳動(dòng)軸5與9必須通過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。但是，這種刨床還沒有送刀裝置，正處在從“工具”向“機(jī)械”的轉(zhuǎn)化過程之中。到了1839年，英國一個(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刨床。

　　2、加工面的牛頭刨床另一位英國人內(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)

　　由此可見，滑枕精密深腔孔的加工和測量是滑枕制造和加工的關(guān)鍵。

　　原滑枕加工工藝性分析。如圖3所示即為龍門加工中心原滑枕零件圖，方滑枕尺寸為420mm×420mm×2 773mm，滑枕大行程Z = 1 0 0 0 m m，腔內(nèi)軸向共6 個(gè)加工孔， 主軸孔φ 360H7， 各孔同軸度要求φ 0.025mm。模具鋼大部分是在熱處理前進(jìn)行切削加工，主要為平面銑削及型腔、凸模、溝槽等的立銑加工，切削加工后再進(jìn)行淬火、回火等熱處理，此時(shí)硬度可達(dá)到HRC50～60甚至更高。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是內(nèi)腔孔比較深，各孔同軸度要求高。尤其是中部的軸承孔，無論從左端還是右端加工，距端面距離分別深達(dá)1 426mm和1 411.3mm，加工、測量均很困難。