机床发展史 2.docx

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机床发展史2

机床发展史

3090644225黄德安

摘要：

本文简述了机床从古至今的发展历程，较详细的的介绍了各类机床的发展状况及对现代工业的影响。

也介绍了现代机床的发展趋势，特别是数控机床的发展，现代由于计算机技术和电子技术的发展，数控机床逐步取代传统的人工手动机床，大大的提高了生产效率和精度。

关键词：

机床发展数控

Historyofmachinetool

3090644225Huangdean

Abstract:

Thispaperintroducesthedevelopmentofuniversalmachine,introducesindetailthedevelopmentsituationandallkindsofmachinetoolsontheinfluenceofmodernindustryalsointroducesthedevelopmenttrendofmodernmachinetools,especiallythedevelopmentofnumericalcontrolmachine.Themodernageasaresultofthecomputertechnologyandelectronictechnology'sdevelopment,thenumerically-controlledmachinetoolsubstitutesfortraditionalgraduallytheman-powermanualmachinetool,bigenhancementproductionefficiencyandprecision.Keywords:

machinetooldevelopnumericalcontrol

Keywords:

machinetooldevelopnumericalcontrol

前言

金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为”工作母机”或”工具机”，习惯上简称机床。

普通机床包括：

车床、镗床、铣床、刨床、磨床、钻床。

现代机械制造中加工机械零件的方法很多：

除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。

在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占机器总制造工作量的40％-60％，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。

机床的发展有非常悠久的历史。

在古代就有了机床的应用，经过两千年的发展，机床已经成为了一种不可缺少的工业生产工具，特别是随着数控机床的发展，人类的发展有迈进了一大步。

普通机床的发展

1、车床

1.1古代滑轮、弓形杆的“弓车床”早在古埃及时代，人们已经发明了将木材绕着它的中心轴旋转时用刀具进行车削的技术。

起初，人们是用两根立木作为支架，架起要车削的木材，利用树枝的弹力把绳索卷到木材上，靠手拉或脚踏拉动绳子转动木材，并手持刀具而进行切削。

这种古老的方法逐渐演化，发展成了在滑轮上绕二三圈绳子，绳子架在弯成弓形的弹性杆上，来回推拉弓使加工物体旋转从而进行车削，这便是“弓车床”。

1.2中世纪曲轴、飞轮传动的“脚踏车床”到了中世纪，有人设计出了用脚踏板旋转曲轴并带动飞轮，再传动到主轴使其旋转的“脚踏车床”。

16世纪中叶，法国有一个叫贝松的设计师设计了一种用螺丝杠使刀具滑动的车螺丝用的车床，可惜的是，这种车床并没有推广使用。

1.3十八世纪诞生了床头箱、卡盘时间到了18世纪，又有人设计了一种用脚踏板和连杆旋转曲轴，可以把转动动能贮存在飞轮上的车床上，并从直接旋转工件发展到了旋转床头箱，床头箱是一个用于夹持工件的卡盘。

1.4英国人莫兹利于1797年发明了划时代的刀架车床，这种车床带有精密的导螺杆和可互换的齿轮。

他又在自己的车间里制造了一台更加完善的车床，上面的齿轮可以互相更换，可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。

1817年，另一位英国人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速。

不久，更大型的车床也问世了，为蒸汽机和其他机械的发明立下了汗马功劳。

1.5各种专用车床的诞生为了提高机械化自动化程度，1845年，美国的菲奇发明转塔车床；1848年，美国又出现回轮车床；1873年，美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床，不久他又制成三轴自动车床；20世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。

由于高速工具钢的发明和电动机的应用，车床不断完善，终于达到了高速度和高精度的现代水平。

第一次世界大战后，由于军火、汽车和其他机械工业的需要，各种高效自动车床和专门化车床迅速发展。

为了提高小批量工件的生产率，40年代末，带液压仿形装置的车床得到推广，与此同时，多刀车床也得到发展。

50年代中，发展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。

2、镗床

2.1最早的镗床设计者——达•芬奇镗床被称为“机械之母”。

达。

芬奇可能是最早的镗床的设计者。

他设计的镗床是以水力或脚踏板作为动力，镗削的工具紧贴着工件旋转，工件则固定在起重机移动台上。

1540年，另一位画家画了一幅《火工术》的画，也有同样的镗床图，那时的镗床专门用来对中空铸件精加工。

2.217世纪，由于军事上的需要，大炮制造业的发展十分迅速，为大炮炮筒加工，镗床得到了进一步发展。

　世界上第一台真正的镗床是1775年由威尔金森发明的。

其实，确切地说，威尔金森的镗床是一种能够精密地加工大炮的钻孔机，它是一种空心圆筒形镗杆，两端都安装在轴承上。

镗床为瓦特的蒸汽机做出了重要贡献，果说没有蒸汽机的话，当时就不可能出现第一次工业革命机自身的发展和应用。

2.41885年，在经过人们对威尔金森的镗床作了许多改进后，终于英国的赫顿发明了工作台升降式镗床，已成为了现代镗床的雏型。

3、铣床

19世纪，英国人为了蒸汽机等工业革命的需要发明了镗床、刨床，而美国人为了生产大量的武器，则专心致志于铣床的发明。

铣床是一种带有形状各异铣刀的机器，它可以切削出特殊形状的工件，如螺旋槽、齿轮形等。

早在1664年，英国科学家胡克就依靠旋转圆形刀具制造出了一种用于切削的机器，这可算是原始的铣床了，但那时社会对此没有做出热情的反响。

在十九世纪四十年代，普拉特设计了所谓林肯铣床。

当然，真正确立铣床在机器制造中地位的，要算美国人惠特尼了。

3.1第一台普通铣床（惠特尼，1818年）1818年，惠特尼制造了世界上第一台普通铣床，但是，铣床的专利却是英国的博德默（带有送刀装置的龙门刨床的发明者）于1839年捷足先“得”的。

由于铣床造价太高，所以当时问津者不多。

3.2第一台万能铣床沉默一段时间后，又在美国活跃起来。

相比之下，惠特尼和普拉特还只能说是为铣床的发明应用做了奠基性的工作，真正发明能适用于工厂各种操作的铣床的功绩应该归属美国工程师约瑟夫•布朗。

1862年，美国的布朗制造出了世界上最早的万能铣床，这种铣床在备有万有分度盘和综合铣刀方面是划时代的创举。

万能铣床的工作台能在水平方向旋转一定的角度，并带有立铣头等附件。

他设计的“万能铣床”在1867年巴黎博览会上展出时，获得了极大的成功。

同时，布朗还设计了一种经过研磨也不会变形的成形铣刀，接着还制造了磨铣刀的研磨机，使铣床达到了现在这样的水平。

4、刨床

4.1加工大平面的龙门刨床（1839年）由于蒸汽机阀座的平面加工需要，从19世纪初开始，很多技术人员开始了这方面的研究，其中有理查德•罗伯特、理查德•普拉特、詹姆斯•福克斯以及约瑟夫•克莱门特等，他们从1814年开始，在25年的时间内各自独立地制造出了龙门刨床。

这种龙门刨床是把加工物件固定在往返平台上，刨刀切削加工物的一面。

但是，这种刨床还没有送刀装置，正处在从“工具”向“机械”的转化过程之中。

到了1839年，英国一个名叫博德默的人终于设计出了具有送刀装置的龙门刨床。

4.2加工小平面的牛头刨床国人内史密斯从1831年起的40年内发明制造了加工小平面的牛头刨床，它可以把加工物体固定在床身上，而刀具作往返运动。

此后，由于工具的改进、电动机的出现，龙门刨床一方面朝高速切割、高精度方向发展，另一方面朝大型化方向发展。

5、磨床

5.1第一台磨床（1864年）1864年，美国制成了世界上第一台磨床，这是在车床的溜板刀架上装上砂轮，并且使它具有自动传送的一种装置。

过了12年以后，美国的布朗发明了接近现代磨床的万能磨床。

5.2人造磨石——砂轮的诞生（1892年）人造磨石的需求也随之兴起。

如何研制出比天然磨石更耐磨的磨石呢？

1892年，美国人艾奇逊试制成功了用焦炭和砂制成的碳化硅，这是一种现称为C磨料的人造磨石；两年以后，以氧化铝为主要成份的A磨料又试制成功，这样，磨床便得到了更广泛的应用。

以后，由于轴承、导轨部分的进一步改进，磨床的精度越来越高，并且向专业化方向发展，出现了内圆磨床、平面磨床、齿轮磨床、万能磨床等等。

6、钻床

6.1古代钻床——“弓辘轳”钻孔技术有着久远的历史。

考古学家现已发现，公元前4000年，人类就发明了打孔用的装置。

古人在两根立柱上架个横梁，再从横梁上向下悬挂一个能够旋转的锥子，然后用弓弦缠绕带动锥子旋转，这样就能在木头石块上打孔了。

不久，人们还设计出了称为“辘轳”的打孔用具，它也是利用有弹性的弓弦，使得锥子旋转。

6.2第一台钻床（惠特沃斯，1862年）到了1850年前后，德国人马蒂格诺尼最早制成了用于金属打孔的麻花钻；1862年在英国伦敦召开的国际博览会上，英国人惠特沃斯展出了由动力驱动的铸铁柜架的钻床，这便成了近代钻床的雏形。

以后，各种钻床接连出现，有摇臂钻床动进刀机构的钻床、能一次同时打多个孔的多空钻床工具材料和钻头的改进，加上采用了电动机，大型的高性能的钻床终于制造出来

数控机床的发展

20世纪中期，随着电子技术的发展，自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现，给自动化技术带来了新的概念，用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制，推动了机床自动化的发展。

1.11952年，美国帕森斯公司与麻雀理工学院伺服机构实验室合作，研制成功一台控制三坐标立铣床的数控系统，其插补装置采用脉冲乘法器，整个控制装置由真空管组成，这就是第一代数控系统。

1.2在那之后随着自动控制技术、微电子技术、计算机技术、精密测量技术及机械制造技术的发展，数控机床得到了迅速发展，不断地更新换代。

1959年晶体管元件问世，数控系统中广泛采用晶体管和印制板板电路，从此数控系统跨入第二代。

1.31965年，出现了小规模集成电路，由于其体积小、功耗低，使数控系统的可靠性得到了进一步提高，数控系统从而发展到第三代。

1.4随着计算机技术的发展，出现了以小型计算机代替专用硬接线装置，以控制软件实现部分或全部数控功能的计算机数控（CNC）系统，使数控机床进入了第四代。

1.51970年后前后，美国英特尔公司首先开发和使用了四位数微处理器，1974年美、日等国首先研制出以微处理器为核心的数控系统。

由于中、大规模集成电路的集成度和可靠性高、价格低廉，所以微处理器数控系统得到了广泛地应用，从而使数控机床进入了第五代。

结束语

随着时代的发展，机床已进入自动化，集成化的发展路程，数控技术的发展使得机床生产更加的高效率、高精度。

在我们这代人的努力下，我国的机床技术必将得到更快的发展。

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