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),。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(shù)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(lái)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",。16世紀(jì)中葉,法國(guó)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(méi)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)英國(guó)人莫茲利發(fā)明了刀架車床(1797年)
在發(fā)明車床的故事中,,最引人注目的是一個(gè)名叫莫茲利的英國(guó)人,因?yàn)樗?797年發(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,。
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(guó)的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床,。1848年,美國(guó)又出現(xiàn)回輪車床,。1873年,,美國(guó)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,。
第一次世界大戰(zhàn)后,由于軍火、汽車和其他機(jī)械工業(yè)的需要,,各種高效自動(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,1940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,。1950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1960年代開(kāi)始用于車床,,1970年代后得到迅速發(fā)展。
機(jī)床專用減速機(jī)車床的分類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
液壓機(jī)床下料,,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,。
工廠手工業(yè)雖然是相對(duì)落后的,但是它卻訓(xùn)練和造就了許許多多的技工,,他們盡管不是專門制造機(jī)器的行家里手,,但他們卻能制造各種各樣的手工器具,,例如刀、鋸,、針,、鉆、錐,、磨以及軸類,、套類、齒輪類,、床架類等等,,其實(shí)機(jī)器就是由這些零部件組裝而成的。
最早的鏜床設(shè)計(jì)者--達(dá)·芬奇,。鏜床被稱為"機(jī)械之母",。說(shuō)起鏜床,還先得說(shuō)說(shuō)達(dá)·芬奇,。這位傳奇式的人物,,可能就是最早用于金屬加工的鏜床的設(shè)計(jì)者。他設(shè)計(jì)的鏜床是以水力或腳踏板作為動(dòng)力,,鏜削的工具緊貼著工件旋轉(zhuǎn),,工件則固定在用起重機(jī)帶動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)上。1540年,,另一位畫家畫了一幅《火工術(shù)》的畫,,也有同樣的鏜床圖。那時(shí)的鏜床專門用來(lái)對(duì)中空鑄件進(jìn)行精加工,。
為大炮炮筒加工而誕生的第一臺(tái)鏜床(威爾金森,,1775年)。到了17世紀(jì),,由于軍事上的需要,,大炮制造業(yè)的發(fā)展十分迅速,如何制造出大炮的炮筒成了人們亟需解決的一大難題,。一臺(tái)真正的鏜床是1775年由威爾金森發(fā)明的,。其實(shí),確切地說(shuō),,威爾金森的鏜床是一種能夠精密地加工大炮的鉆孔機(jī),,它是一種空心圓筒形鏜桿,兩端都安裝在軸承上,。
1728年,,威爾金森出生在美國(guó),在他20歲時(shí),,遷到斯塔福德郡,,建造了比爾斯頓的第一座煉鐵爐,。因此,人稱威爾金森為"斯塔福德郡的鐵匠大師",。1775年,,47歲的威爾金森在他父親的工廠里經(jīng)過(guò)不斷努力,終于制造出了這種能以罕見(jiàn)的精度鉆大炮炮筒的新機(jī)器,。有意思的是,,1808年威爾金森以后,他就葬在自己設(shè)計(jì)的鑄鐵棺內(nèi),。
鏜床為瓦特的蒸汽機(jī)做出了重要貢獻(xiàn)如果說(shuō)沒(méi)有蒸汽機(jī)的話,,當(dāng)時(shí)就不可能出現(xiàn)第一次工業(yè)革命的浪潮。而蒸汽機(jī)自身的發(fā)展和應(yīng)用,,除了必要的社會(huì)機(jī)遇之外,,技術(shù)上的一些前提條件也是不可忽視的,因?yàn)橹圃煺羝麢C(jī)的零部件,,遠(yuǎn)不像木匠削木頭那么容易,,要把金屬制成一些特殊形狀,而且加工的精度要求又高,,沒(méi)有相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備是做不到的,。比如說(shuō),制造蒸汽機(jī)的汽缸和活塞,,活塞制造過(guò)程中所要求的外徑的精度,,可以從外面邊量尺寸邊進(jìn)行切削,但要滿足汽缸內(nèi)徑的精度要求,,采用一般加工方法就不容易做到了,。
斯密頓是十八世紀(jì)的機(jī)械技師。斯密頓設(shè)計(jì)的水車,、風(fēng)車設(shè)備達(dá)43件之多,。在制作蒸汽機(jī)時(shí),斯密頓最感棘手的是加工汽缸,。要想將一個(gè)大型的汽缸內(nèi)圓加工成圓形,,是相當(dāng)困難的。為此,,斯密頓在卡倫鐵工廠制作了一臺(tái)切削汽缸內(nèi)圓用的特殊機(jī)床,。用水車作動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的這種鏜床,在其長(zhǎng)軸的前端安裝上刀具,,這種刀具可以在汽缸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),以此就可以加工其內(nèi)圓,。由于刀具安裝在長(zhǎng)軸的前端,,就會(huì)出現(xiàn)軸的撓度等問(wèn)題,,所以,要想加工出真正圓形的汽缸是十分困難的,。為此,,斯密頓不得不多次改變汽缸的位置進(jìn)行加工。
對(duì)于這個(gè)難題,,威爾金森于1774年發(fā)明的鏜床起了很大的作用,。這種鏜床利用水輪使材料圓筒旋轉(zhuǎn),并使其對(duì)準(zhǔn)中心固定的刀具推進(jìn),,由于刀具與材料之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng),,材料就被鏜出精確度很高的圓柱形孔洞。當(dāng)時(shí),、用鏜床做出直徑為72英寸的汽缸,,誤差不超過(guò)六便士硬幣的厚度。用現(xiàn)代技術(shù)衡量,,這是個(gè)很大的誤差,,但在當(dāng)時(shí)的條件下,能達(dá)到這個(gè)水平,,已經(jīng)是很不簡(jiǎn)單了,。
但是,威爾金森的這項(xiàng)發(fā)明沒(méi)有申請(qǐng)保護(hù),,人們紛紛仿造它,,安裝它。1802年,,瓦特也在書(shū)中談到了威爾金森的這項(xiàng)發(fā)明,,并在他的索霍鐵工廠里進(jìn)行仿制。以后,,瓦特在制造蒸汽機(jī)的汽缸和活塞時(shí),,也應(yīng)用了威爾金森這架神奇的機(jī)器。原來(lái),,對(duì)活塞來(lái)說(shuō),,可以在外面一邊量著尺寸,一邊進(jìn)行切削,,但對(duì)汽缸就不那么簡(jiǎn)單了,,非用鏜床不可。當(dāng)時(shí),,瓦特就是利用水輪使金屬圓筒旋轉(zhuǎn),,讓中心固定的刀具向前推進(jìn),用以切削圓筒內(nèi)部,,結(jié)果,,直徑75英寸的汽缸,,誤差還不到一個(gè)硬幣的厚度,這在當(dāng)對(duì)是很*的了,。
工作臺(tái)升降式鏜床誕生(赫頓,,1885年)。在以后的幾十年間,,人們對(duì)威爾金森的鏜床作了許多改進(jìn),。1885年,英國(guó)的赫頓制造了工作臺(tái)升降式鏜床,,這已成為了現(xiàn)代鏜床的雛型,。