車鏜銑刨磨鉆等機床的歷史故事

 現(xiàn)代機械制造中加工機械零件的方法很多：除切削加工外，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓等，但凡屬精度要求較高和表面粗糙度要求較細(xì)的零件，一般都需在機床上用切削的方法進行最終加工。在一般的機器制造中，機床所擔(dān)負(fù)的加工工作量占機器總制造工作量的40％－60％，機床在國民經(jīng)濟現(xiàn)代化的建設(shè)中起著重大作用?？脊艑W(xué)家現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，公元前4000年，人類就發(fā)明了打孔用的裝置。

       機床主要是按加工方法和所用刀具進行分類，根據(jù)國家制定的機床型號編制方法，機床分為11大類：車床，鉆床，鏜床，磨床，齒輪加工機床，螺紋加工機床，銑床，刨插床，拉床，鋸床和其他機床。在每一類機床中，又按工藝范圍，布局型式和結(jié)構(gòu)性能分為若干組，每一組又分為若干個系列。下面簡單給大家講述部分車床。緊固壓板時，四個壓緊螺釘用力要均勻并用塞尺檢查各斜面與壓板均無間隙。

一、車床

　　車床是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床。

　　1、古代滑輪、弓形桿的“弓車床”早在古埃及時代，人們已經(jīng)發(fā)明了將木材繞著它的中心軸旋轉(zhuǎn)時用刀具進行車削的技術(shù)。起初，人們是用兩根立木作為支架，架起要車削的木材，利用樹枝的彈力把繩索卷到木材上，靠手拉或腳踏拉動繩子轉(zhuǎn)動木材，并手持刀具而進行切削。在一般的機器制造中，機床所擔(dān)負(fù)的加工工作量占機器總制造工作量的40％－60％，機床在國民經(jīng)濟現(xiàn)代化的建設(shè)中起著重大作用。

　　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，來回推拉弓使加工物體旋轉(zhuǎn)從而進行車削，這便是“弓車床”。

　　2、中世紀(jì)曲軸、飛輪傳動的“腳踏車床”到了中世紀(jì)，有人設(shè)計出了用腳踏板旋轉(zhuǎn)曲軸并帶動飛輪，再傳動到主軸使其旋轉(zhuǎn)的“腳踏車床”。16世紀(jì)中葉，法國有一個叫貝松的設(shè)計師設(shè)計了一種用螺絲杠使刀具滑動的車螺絲用的車床，可惜的是，這種車床并沒有推廣使用。將傳動部件裝入到主軸殼體內(nèi)，錐齒輪則與另一只床身上的錐齒輪相結(jié)合，調(diào)整間隙后進行拆除，準(zhǔn)備總裝。

　　3、十八世紀(jì)誕生了床頭箱、卡盤時間到了18世紀(jì)，又有人設(shè)計了一種用腳踏板和連桿旋轉(zhuǎn)曲軸，可以把轉(zhuǎn)動動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，床頭箱是一個用于夾持工件的卡盤。

　　4、1797年英國人莫茲利發(fā)明了劃時代的刀架車床，這種車床帶有精密的導(dǎo)螺桿和可互換的齒輪。

　　莫茲利生于1771年，18歲的時候，他是發(fā)明家布拉默的得力助手。據(jù)說，布拉默原先一直是干農(nóng)活的，16歲那年因一次事故致使右踝傷殘，才不得不改行從事機動性不強的木工活。他的一項發(fā)明便是1778年的抽水馬桶，莫茲利開始一直幫助布拉默設(shè)計水壓機和其他機械，直到26歲才離開布拉默，因為布拉默粗暴地拒絕了莫利茲提出的把工資增加到每周30先令以上的請求。本發(fā)明具備C軸自動轉(zhuǎn)位功能，自動化程度較高，填補了以往加工一些復(fù)雜零件特別是需要進入深腔實現(xiàn)多角度加工的零件加工領(lǐng)域的空白。

　　就在莫茲利離開布拉默的那一年，他制成了一臺螺紋車床，這是一臺全金屬的車床，能夠沿著兩根平行導(dǎo)軌移動的刀具座和尾座。導(dǎo)軌的導(dǎo)向面是三角形的，在主軸旋轉(zhuǎn)時帶動絲杠使刀具架橫向移動。這是近代車床所具有的主要機構(gòu)，用這種車床可以車制任意節(jié)距的精密金屬螺絲。以上部分安裝好以后，還需要進行一個簡單的修整，實際上就是墊圈的調(diào)整，目的在于使兩只錐齒輪的間隙保持在0。

　　3年以后，莫茲利在他自己的車間里制造了一臺更加完善的車床，上面的齒輪可以互相更換，可改變進給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一位英國人羅伯茨采用了四級帶輪和背輪機構(gòu)來改變主軸轉(zhuǎn)速。不久，更大型的車床也問世了，為蒸汽機和其他機械的發(fā)明立下了汗馬功勞。通過生產(chǎn)實踐驗證，加工效率與加工精度都完全滿足生產(chǎn)需求，取得了良好的效益。

　　5、各種專用車床的誕生為了提高機械化自動化程度，1845年，美國的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床；1848年，美國又出現(xiàn)回輪車床；間單的說,頭是頭基本上可以轉(zhuǎn)任何角度,對工件多面多方位加工,而分度頭只是工件在轉(zhuǎn),一把只能加工小的工件,而加工的范圍也是有限的,只能加工旋轉(zhuǎn)軸方向的平面。1873年，美國的斯潘塞制成一臺單軸自動車床，不久他又制成三軸自動車床；20世紀(jì)初出現(xiàn)了由單獨電機驅(qū)動的帶有齒輪變速箱的車床。由于高速工具鋼的發(fā)明和電動機的應(yīng)用，車床不斷完善，終于達到了高速度和高精度的現(xiàn)代水平。

　　一次世界大戰(zhàn)后，由于汽車和其他機械工業(yè)的需要，各種高效自動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，40年代末，帶液壓仿形裝置的車床得到推廣，與此同時，多刀車床也得到發(fā)展。50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。2、一臺鉆床（惠特沃斯，1862年）到了1850年前后，德國人馬蒂格諾尼最早制成了用于金屬打孔的麻花鉆。數(shù)控技術(shù)于60年代的開始用于車床，70年代后得到迅速發(fā)展。

　　6、車床依用途和功能區(qū)分為多種類型。

　　普通車床的加工對象廣，主軸轉(zhuǎn)速和進給量的調(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)。

　　自動車床能按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工，能自動上下料，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)工作臺上，刀架在橫梁或立柱上移動。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，刀架周期地作徑向往復(fù)運動，用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件，由單獨電動機驅(qū)動的小砂輪鏟磨齒面。

　　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，還可進行鏜、銑、鉆、插、磨等加工，具有“一機多能”的特點，適用于工程車、船舶或移動修理站上的修配工作。

潤滑工作是決定鏜銑頭能夠正常工作的關(guān)鍵

　　鏜銑頭主軸旋轉(zhuǎn)由電力，進給及控制由壓縮空氣壓力進行的性能價格比卓越的鉆削裝置，根據(jù)加工條件可以從豐富的機種中選擇適合的型號。鏜銑頭主軸電動機采用了高性能、高功率的電動機、具有從低轉(zhuǎn)速到高轉(zhuǎn)速廣泛的類型。鉆孔攻牙主軸頭屬動力部件，可進行鉆孔、攻牙作業(yè)，也可以裝配裝多軸器用以提升效率，滿足精度要求較高之產(chǎn)品加的需求，產(chǎn)品可配作自動化作業(yè)模式。使整個傳動系統(tǒng)易于提高加工和安裝精度，大大降低了加工難度和生產(chǎn)成本，提高了工藝性能。

　　操作鏜銑頭的工作人員必須在操作前穿好保證安全的勞動用品，做好檢查工作也是操作前必須做的工作，工作人員要事先檢查操作手柄、開關(guān)、旋鈕、夾具機構(gòu)、液壓活塞的連接位置是否正確，能否正常進行操作，安全裝置有無異常情況，發(fā)現(xiàn)有不正確的地方要及時進行檢修，不能使用存在安全隱患的機器進行操作。要經(jīng)常檢查在機床各軸的運行范圍內(nèi)有沒有障礙物，發(fā)現(xiàn)障礙物要及時清理。然后是錐齒輪的裝配，這里需要以內(nèi)襯套作為基準(zhǔn)來進行平鍵的裝配。

　　鏜銑頭作為一種機器生產(chǎn)的器件，其潤滑工作是決定鏜銑頭能夠正常工作的關(guān)鍵。我們在進行鏜銑頭潤滑工作前，需要選擇合適的潤滑劑，通常來說，通常選擇鈉基潤滑脂進行機器的潤滑。一般來說，各個系統(tǒng)的潤滑周期不同。對于鏜銑頭方滑枕內(nèi)的兩個軸承座，周期一般為半年。對于其它系統(tǒng)的潤滑，往往有不同的來源。鏜銑動力頭的維護保養(yǎng)（一）鏜銑動力頭的維護保養(yǎng)工作主要是注意清潔、潤滑和合理的操作。比如說方滑枕和橫梁導(dǎo)軌是由定量泵供油進行潤滑，而傳動的潤滑是由液壓站供油。

　　鏜銑頭可以完成鏜、銑、鉸、攻多種功能。眾所周知，鏜銑頭主要是由主軸、滑枕部分、進給部分、平衡油缸以及主傳動箱幾個主要結(jié)構(gòu)組成。主軸錐孔也就是氣動拉刀，主要依靠燃料動力來實現(xiàn)生產(chǎn)。其滑枕部分是安裝在主軸箱里面。但是，滑枕部分除了字面上的滑動意思外，即可以在箱體中上下移動，它的剛性也還挺不錯。進給部分的作用很好理解，就是實現(xiàn)進給移動，其主要的動力來源包括伺服電機和減速機，由此可以實現(xiàn)快檔和滿檔的調(diào)換。平衡油缸安裝在滑枕兩端，通過液壓站供油。1873年，美國的斯潘塞制成一臺單軸自動車床，不久他又制成三軸自動車床。后要說的是鏜銑頭的動力源頭電機。在鏜銑頭的設(shè)計中選用的都是高性能、高功率的電機，這可以提高其工作效率，也可以適應(yīng)從低轉(zhuǎn)速到高轉(zhuǎn)速的多種轉(zhuǎn)速的需要。

銑頭的加工方向

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　　銑頭指的是銑刀軸可在水平和垂直兩個平面內(nèi)回轉(zhuǎn)的銑頭.間單的說,頭是頭基本上可以轉(zhuǎn)任何角度,對工件多面多方位加工,而分度頭只是工件在轉(zhuǎn),一把只能加工小的工件,而加工的范圍也是有限的,只能加工旋轉(zhuǎn)軸方向的平面.

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龍門加工中心主傳動系統(tǒng)和滑枕結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計機床原滑枕主傳動設(shè)計及分析

　　滑枕主傳動部件是影響龍門五面加工中心整機切削性能、強度、剛性和熱平衡的關(guān)鍵部件?；硎侵鱾鲃硬考年P(guān)鍵零件，其結(jié)構(gòu)與工藝性將直接影響主傳動部件的性能，其作用是把主軸電機和主軸連接起來并作Z向進給運動，在機床加工過程中，滑枕既要承擔(dān)自身的質(zhì)量，還要承受主電機及減速箱的質(zhì)量，為了實現(xiàn)機床快速平穩(wěn)地運動，滑枕必須保持很好的動態(tài)特性。但是，設(shè)計出名副其實的磨削機械還是近代的事情，即使在19世紀(jì)初期，人們依然是通過旋轉(zhuǎn)天然磨石，讓它接觸加工物體進行磨削加工的。

　　（1）原滑枕主傳動設(shè)計及工藝性分析。如圖2所示為龍門加工中心原滑枕主傳動系統(tǒng)。主軸伺服電動機1與方滑枕鏜銑頭主傳動ZF減速箱2組配，ZF減速箱與滑枕采用分離式設(shè)計結(jié)構(gòu)，ZF減速箱置于滑枕頂端，通過兩根傳動軸5、9和中間花鍵軸套7及聯(lián)軸器3、11將ZF減速箱的動力傳遞給立臥鏜銑頭主軸12，驅(qū)動刀具完成切削運動。XHT2420的主要技術(shù)參數(shù)為：主軸功率22/26kW，主軸扭矩560N·m，主軸轉(zhuǎn)速200～3500r/min，工作臺尺寸2m×6m，滑枕鏜銑頭行程（Z向）1000mm，三坐標(biāo)大移動速度12m/min。

　　由圖2可見，兩傳動軸5與9必須通過4、6、8、10共4組軸承支撐，滑枕零件傳動軸孔多為深軸孔，加工精度特別是平行度、孔距和孔徑較難保證，易造成傳動鏈松垮，減弱傳動剛性，增大切削噪聲。此外，長軸孔不易裝配，裝配質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性不高，影響傳動剛性。此后，由于工具的改進、電動機的出現(xiàn)，龍門刨床一方面朝高速切割、高精度方向發(fā)展，另一方面朝大型化方向發(fā)展。