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十(shí)五世紀的(de)機床雛形(xíng),由于制造鐘表和武器的(de)需要,出現了鐘表匠用的螺紋車床和齒輪加(jiā)工機床,以及水力驅動的炮筒镗床。1501年左右,意大利人列奧納(nà)多·達芬奇(qí)曾繪制過車床、镗床、螺紋加工機床和内圓磨床的(de)構想草圖,其中已有曲柄、飛輪、******和軸承等新機構。中國明朝出(chū)版的《天工開物》中也載有磨床(chuáng)的結構,用腳踏的方法使鐵盤(pán)旋轉,加上沙子和水來(lái)剖切玉石。
工業(yè)革命導緻了各種機床(chuáng)的産生和改進。十八世紀的工業革命推動了機床(chuáng)的發展。1774年,英國人(rén)威爾金森(全名約翰·威爾金(jīn)森)發明了較精密的炮筒(tǒng)镗床。次(cì)年,他用這(zhè)台炮筒镗床镗出的汽缸,滿足了瓦特蒸汽機的要求(qiú)。為了镗制更大的汽缸,他又于1775年制(zhì)造了一台水輪(lún)驅動的汽缸镗床,促進了蒸汽機的發(fā)展。從此,機床開始用蒸汽機通過曲軸驅動。
1797年,英國人(rén)莫茲利創制成的車床由絲杠傳動(dòng)刀架,能實現機動進給和車削螺紋,這是機床結構的一次重大變革。莫(mò)茲利也因此被(bèi)稱為“英國機床工業之父”。
19世紀,由于紡織、動力、交通運輸機械和軍火的推動,各種類型的機(jī)床相繼出現。1817年(nián),英(yīng)國人羅伯茨創制龍門刨床;1818年美國人惠特尼(全名伊(yī)萊·惠特尼)制成卧式(shì)銑床;1876年,美國制(zhì)成外圓磨床;1835和1897年(nián)又先後發明滾齒機和插齒(chǐ)機。
工業技術發展的中心,從十(shí)九世紀起就悄悄從英國移(yí)向(xiàng)美國。在把英國的技術聲望奪過去的人中(zhōng),惠特尼堪稱佼佼(jiǎo)者。惠特尼聰穎過人(rén),具有遠見卓識(shí),他率先研究出了作為大規模的可更換部件(jiàn)的系統。至今還很活躍的惠特尼(ní)工程公司,早在19世紀四十年(nián)代就研制(zhì)成功了一種轉塔式六角車(chē)床。這種車床是随着工件制做的複雜化(huà)和精細化而問世的,在這種車床中,裝有一個絞盤,各種需要的刀具都安裝在絞盤上,這樣,通過旋轉固定工具的(de)轉塔,就可以把工具轉到所需的位置上。
随着(zhe)電動機的發明,機床開始先采用電動(dòng)機集中驅動,後又廣泛使(shǐ)用單獨電動機驅動。
二(èr)十世紀初,為了加工(gōng)精度(dù)更(gèng)高的工件、夾具和螺紋加工工具,相繼創制出(chū)坐标镗床和螺紋磨床。同時為了适應汽車和軸承等工(gōng)業大量的需(xū)要,又研制出各種自動機床、仿形機床、組(zǔ)合機床和自動線。
1900年進入精密化時期。19世紀末到20世(shì)紀初,單一的車床已(yǐ)逐漸演化出了銑床(chuáng)、刨床、磨床(chuáng)、鑽床(chuáng)等等,這些主要機床已經基本定型,這樣就為20世紀前期的精密機床和機械化和半自動化創造了條件。
在20世紀的前(qián)20年内,人(rén)們(men)主(zhǔ)要是圍(wéi)繞銑(xǐ)床、磨床和流水裝配線展開的(de)。由于汽車、飛(fēi)機及其發動機的要求,在大(dà)批加(jiā)工形狀複雜、高精度及(jí)高光潔(jié)度的零件時,迫切需要精密的、自動的銑床和磨床。由(yóu)于多螺(luó)旋線(xiàn)刀刃銑刀的問世,基本上(shàng)解決了單刃銑刀所産生的振(zhèn)動和光潔(jié)度不高而使銑床得不到發展的困難,使銑床(chuáng)成為加工(gōng)複雜零(líng)件的重要設備。
被世人譽(yù)為“汽車之父”的福特提出:汽(qì)車應該是“輕巧的(de)、結實的、可靠的和便宜的”。為了實現這一目标,****研制率(lǜ)的磨床,為此,美國人諾頓于1900年(nián)用金(jīn)剛砂和剛玉石制成直徑大而寬的砂輪(lún),以及(jí)剛度大而牢固的重型磨床。磨床的發展,使機械制造技術進(jìn)入了精密化的新階段。
1920年進入半自動化時期。在1920年以後的30年中,機(jī)械制造技術進入了半自動化(huà)時期,液壓和電氣元件在機床和其他機械上逐漸了應用。1938年,液壓系統和電磁控(kòng)制不但促進了(le)新型(xíng)銑床的發明,而且在龍門刨床等機床上(shàng)也推廣使用。30年代以後,行程開關——電磁閥系統幾乎用到各種機床的自動(dòng)控制上了。
1950年進入(rù)自動化(huà)時期。**次(cì)**大戰以後,由于數控和群控(kòng)機床和自動線的(de)出現(xiàn),機床的發展開始進入了(le)自動化時期。數控機床是在電子計算機發明之後(hòu),運用數字控制原理,将加(jiā)工程序、要(yào)求和更換刀具的操作數碼和文字(zì)碼作為信息進行存貯,并按其(qí)發出的指令控制(zhì)機床,按既定的要求進行加工的新式機床(chuáng)。
****台數控機床(銑(xǐ)床)誕生(1951年)。數控(kòng)機床的方(fāng)案,是美國的帕森斯(sī)(全名約翰·帕森斯)在研制檢查飛機螺旋槳葉剖面(miàn)輪廓的闆葉加工機時向美國空軍(jun1)提出的。在麻省理工學院(yuàn)的參加和協助下,終(zhōng)于在1949年取得了(le)成功。1951年,他(tā)們正式制成了**台電子管數控機床(chuáng)樣機,成功(gōng)地解決了多品種小批量的複(fú)雜零件加工(gōng)的自動化問題。以後,一方面數控原理(lǐ)從銑床擴展(zhǎn)到銑镗床、鑽床和車床(chuáng),另一方面,則從(cóng)電子管(guǎn)向晶體管、集成電(diàn)路方向過渡。1958年(nián),美國研制成能自動更換刀具,以進(jìn)行多工序加工(gōng)的加工中心。
****條數控線誕生于1968年。英國的毛林斯機械公司研制成了**條數控機床組成的自動線。不久,美國通用(yòng)電氣公司提出了“工(gōng)廠自動化的先決條件是零件加工(gōng)過程的數控和(hé)過程的程(chéng)控”。于是,到1970年代中期(qī),出現了自動化車間(jiān),自動化工廠也已開始建造。1970年至1974年,由于小型計算機廣泛應用于機床控制,出現(xiàn)了三次技術突破。**次(cì)是直接數字控制(zhì)器,使一台(tái)小(xiǎo)型電子計算機同時控制多台(tái)機床,出現(xiàn)了“群控”;**次是計算機輔助設計(jì),用一支光筆進行設(shè)計和修改設計及計算程序;第三次是按加工的實際情(qíng)況及意外變化(huà)反(fǎn)饋并自動改變加(jiā)工用量和切削速度,出現了自(zì)适控制系統的機床。
經(jīng)過100多年(nián)的風風雨(yǔ)雨,機床的家族已日漸成熟,成了機械領域的“工作母機”。