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车床、镗床、磨床、刨床……各类机床的历史演变,涨姿势!

来源:http://www.workrewired.com 作者:机械设备 人气:90 发布时间:2020-03-24
摘要:一款独特的定制车床、Petra III粒子加速器以及与瑞典的林雪平大学进行的成功合作,这三个因素使得山高成为世界上的第一家能够在原子层面,对金属切削过程中材料受到哪些因素影响

一款独特的定制车床、Petra III 粒子加速器以及与瑞典的林雪平大学进行的成功合作,这三个因素使得山高成为世界上的第一家能够在原子层面,对金属切削过程中材料受到哪些因素影响进行实时研究的公司。

根据国家制定的机床型号编制方法,机床分为11大类:车床,钻床,镗床,磨床,齿轮加工机床,螺纹加工机床,铣床,刨插床,拉床,锯床和其他机床。在每一类机床中,又按工艺范围,布局型式和结构性能分为若干组,每一组又分为若干个系列。但是金粉们对这些机床的发展史都了解吗?今天小编就跟大家聊一下车床、镗床、铣床、刨床、磨床、钻床的历史故事。

十多年来,无论是在工业界还是学术界,都面对着一个难以达到的目标,那就是研究金属切削过程中刀片的切削区域会发生哪些变化。或许最大的挑战是制造适用于 Petra III 粒子加速器的车床装置。Petra III 粒子加速器是德国汉堡的DESY 研究中心使用的测试设备。所需的车床应当足够小而轻,能够在加速器中进行正常的车削加工,还要足够稳定、快速和耐热。

hga025手机版,一、车床

Petra III 产生的高能 X 射线比发丝还要细小,但放射出的能源会对它们穿透的物体产生影响。这些物体必须保持稳定,以使精确对准的射束能够产生准确的读数。只有一个人成功制造出了符合这种试验要求的机器,这个人就是山高公司法格斯塔分部的Janne Eriksson。

车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件,是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。

作为技术人员,Eriksson 拥有深厚的知识背景,而且对技术拥有广泛、浓厚的兴趣 - 这些都是很好的特质,有助于解决这类独特的制造业难题。尽管如此,他也碰上了不少难题,比如如何制造结构框架。

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。

“我仔细研究了这个问题并进行了思考,甚至阅读了更多关于可持续性构造的信息,然后开始怀疑我是不是卡住了。后来,有一天我坐在车间,让自己的思想信马由缰。我的目光落在了消防栓上,忽然间我意识到消防栓安放在 H 形横梁上,而横梁支撑着整个顶部。在那一瞬间,我知道了如何开发这个框架。”

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”。

通过与他在法格斯塔山高刀具技术中心的同事们密切合作,Eriksson 成功将想法了现实。完成试运行并在现场将车床安装在粒子加速器的其中一条线束中之后,还需要进行改造以使车床适应这种新状况。

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。

这台车床的开发是 X-Cut 项目的一部分,该项目由德国研究机构 HZG Geesthacht、山高刀具和林雪平大学联手缔造。负责合作事宜的山高经理是 Mats Johansson Jesaar,他是山高材料和技术开发部的一名研发专家。

3、十八世纪诞生了床头箱、卡盘。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。

“山高是世界上的第一家涉猎这一领域的金属加工公司,我们现在已经处在一个有利的起跑位置。”

4、1797年英国人莫兹利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。

“随着我们越来越了解材料会受到哪些影响,我们将获得全新的机会定制材料的特性,例如延长刀具寿命和减小产品的磨损,”Johansson Jesaar 说道。“随着对这种情况的了解越来越深,山高将能够生产更高效并具有更高可复制性的产品。这些关于材料在金属切削过程中发生的情况的原子层面知识为新一代的材料和产品奠定了基础。山高是世界上的第一家涉猎这一领域的金属加工公司,我们现在已经处在一个有利的起跑位置。”

莫兹利生于1771年,18岁的时候,他是发明家布拉默的得力助手。据说,布拉默原先一直是干农活的,16岁那年因一次事故致使右踝伤残,才不得不改行从事机动性不强的木工活。他的第一项发明便是1778年的抽水马桶,莫兹利开始一直帮助布拉默设计水压机和其他机械,直到26岁才离开布拉默,因为布拉默粗暴地拒绝了莫利兹提出的把工资增加到每周30先令以上的请求。

就在莫兹利离开布拉默的那一年,他制成了第一台螺纹车床,这是一台全金属的车床,能够沿着两根平行导轨移动的刀具座和尾座。导轨的导向面是三角形的,在主轴旋转时带动丝杠使刀具架横向移动。这是近代车床所具有的主要机构,用这种车床可以车制任意节距的精密金属螺丝。

3年以后,莫兹利在他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。

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。数控技术于60年代开始用于车床,70年代后得到迅速发展。

6、车床依用途和功能区分为多种类型。

普通车床的加工对象广,主轴转速和进给量的调整范围大,能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作,生产效率低,适用于单件、小批生产和修配车间。

转塔车床和回转车床具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架,能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序,适用于成批生产。

自动车床能按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工,能自动上下料,重复加工一批同样的工件,适用于大批、大量生产。

多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的布局形式与普通车床相似,但两组刀架分别装在主轴的前后或上下,用于加工盘、环和轴类工件,其生产率比普通车床提高3~5倍。

仿形车床能仿照样板或样件的形状尺寸,自动完成工件的加工循环,适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产,生产率比普通车床高10~15倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型。

立式车床的主轴垂直于水平面,工件装夹在水平的回转工作台上,刀架在横梁或立柱上移动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件,一般分为单柱和双柱两大类。

铲齿车床在车削的同时,刀架周期地作径向往复运动,用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面。通常带有铲磨附件,由单独电动机驱动的小砂轮铲磨齿面。

专门车床是用于加工某类工件的特定表面的车床,如曲轴车床、凸轮轴车床、车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等。

联合车床主要用于车削加工,但附加一些特殊部件和附件后,还可进行镗、铣、钻、插、磨等加工,具有“一机多能”的特点,适用于工程车、船舶或移动修理站上的修配工作。

二、镗床

工场手工业虽然是相对落后的,但是它却训练和造就了许许多多的技工,他们尽管不是专门制造机器的行家里手,但他们却能制造各种各样的手工器具,例如刀、锯、针、钻、锥、磨以及轴类、套类、齿轮类、床架类等等,其实机器就是由这些零部件组装而成的。

1、最早的镗床设计者——达·芬奇镗床被称为“机械之母”。说起镗床,还先得说说达·芬奇。这位传奇式的人物,可能就是最早用于金属加工的镗床的设计者。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,工件则固定在用起重机带动的移动台上。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进行精加工。

2、为大炮炮筒加工而诞生的第一台镗床(威尔金森,1775年)。到了17世纪,由于军事上的需要,大炮制造业的发展十分迅速,如何制造出大炮的炮筒成了人们亟需解决的一大难题。

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。

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