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(qū)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(nèi)圓磨床的構(gòu)想草圖,其中已有曲柄、飛輪、項尖和軸承等新機構(gòu)。中國明朝出版的《天工開物》中也載有磨床的結(jié)構(gòu),用腳踏的方法使鐵盤旋轉(zhuǎn),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(qū)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(qū)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(jié)構(gòu)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(qū)動,后又廣泛使用單獨電動機驅(qū)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(qū)動方式、控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)功能等方面都發(fā)生顯著的變革。
四、機床的工作
機床的切削加工是由刀具與工件之間的相對運動來實現(xiàn)的,其運動可分為表面形成運動和輔助運動兩類。
表面形成運動是使工件獲得所要求的表面形狀和尺寸的運動,它包括主運動、進給運動和切入運動。主運動是從工件毛坯上剝離多余材料時起主要作用的運動,它可以是工件的旋轉(zhuǎn)運動(如車削)、直線運動(如在龍門刨床上刨削),也可以是刀具的旋轉(zhuǎn)運動(如銑削和鉆削)或直線運動(如插削和拉削);進給運動是刀具和工件待加工部分相向移動,使切削得以繼續(xù)進行的運動,如車削外圓時刀架溜板沿機床導軌的移動等;切入運動是使刀具切入工件表面一定深度的運動,其作用是在每一切削行程中從工件表面切去一定厚度的材料,如車削外圓時小刀架的橫向切入運動。
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