機床的概念塘坛、分類與發(fā)展
機床的概念
機床是對金屬或其他材料的坯料或工件進行加工谤饭,使之獲得所要求的幾何形狀堵沈、尺寸精度和表面質(zhì)量的機器泳寥。機械產(chǎn)品的零件通常都是用機床加工出來的载呢。機床是制造機器的機器,也是能制造機床本身的機器疹神,這是機床區(qū)別于其他機器的主要特點取蓝,故機床又稱為工作母機或工具機。
機床的分類
金屬切削機床可按不同的分類方法劃分為多種類型掀尊。
按加工方式或加工對象可分為車床芥斋、鉆床、鏜床玩猿、磨床趋沧、齒輪加工機床、螺紋加工機床魄恭、花鍵加工機床妻诚、銑床案贩、刨床、插床愤厦、拉床攒庵、特種加工機床、鋸床和刻線機等绞愚。每類中又按其結(jié)構(gòu)或加工對象分為若干組叙甸,每組中又分為若干型。
按工件大小和機床重量可分為儀表機床位衩、中小型機床裆蒸、大型機床、重型機床和超重型機床糖驴;按加工精度可分為普通精度機床僚祷、精密機床和高精度機床;按自動化程度可分為手動操作機床贮缕、半自動機床和自動機床辙谜;按機床的自動控制方式,可分為仿形機床感昼、程序控制機床装哆、數(shù)字控制機床、適應(yīng)控制機床定嗓、加工中心和柔性制造系統(tǒng)昆秩;按機床的適用范圍,又可分為通用长恒、專門化和專用機床聂帜。
專用機床中有一種以標(biāo)準(zhǔn)的通用部件為基礎(chǔ),配以少量按工件特定形狀或加工工藝設(shè)計的專用部件組成的自動或半自動機床北取,稱為組合機床涡趟。
對一種或幾種零件的加工,按工序先后安排一系列機床涯翠,并配以自動上下料裝置和機床與機床間的工件自動傳遞裝置呼泪,這樣組成的一列機床群稱為切削加工自動生產(chǎn)線。柔性制造系統(tǒng)是由一組數(shù)字控制機床和其他自動化工藝裝備組成的沐亏,用電子計算機控制灌大,可自動地加工有不同工序的工件,能適應(yīng)多品種生產(chǎn)耸挟。
機床的工作
機床的切削加工是由刀具與工件之間的相對運動來實現(xiàn)的死唇,其運動可分為表面形成運動和輔助運動兩類。
表面形成運動是使工件獲得所要求的表面形狀和尺寸的運動卿捎,它包括主運動配紫、進給運動和切入運動径密。主運動是從工件毛坯上剝離多余材料時起主要作用的運動,它可以是工件的旋轉(zhuǎn)運動(如車削)躺孝、直線運動(如在龍門刨床上刨削)享扔,也可以是刀具的旋轉(zhuǎn)運動(如銑削和鉆削)或直線運動(如插削和拉削);進給運動是刀具和工件待加工部分相向移動植袍,使切削得以繼續(xù)進行的運動惧眠,如車削外圓時刀架溜板沿機床導(dǎo)軌的移動等;切入運動是使刀具切入工件表面一定深度的運動于个,其作用是在每一切削行程中從工件表面切去一定厚度的材料氛魁,如車削外圓時小刀架的橫向切入運動。
輔助運動主要包括刀具或工件的快速趨近和退出厅篓、機床部件位置的調(diào)整秀存、工件分度、刀架轉(zhuǎn)位羽氮、送夾料或链,啟動、變速舀美、換向嚎衡、停止和自動換刀等運動。
各類機床通常由下列基本部分組成:支承部件玉桅,用于安裝和支承其他部件和工件袭仲,承受其重量和切削力,如床身和立柱等非淹;變速機構(gòu),用于改變主運動的速度盘称;進給機構(gòu)周讯,用于改變進給量;主軸箱用以安裝機床主軸兔阿;刀架奔沐、刀庫;控制和操縱系統(tǒng)蜕逾;潤滑系統(tǒng)碘展;冷卻系統(tǒng)。
公元前二千多年出現(xiàn)的樹木車床是機床最早的雛形挑庶。工作時言秸,腳踏繩索下端的套圈,利用樹枝的彈性使工件由繩索帶動旋轉(zhuǎn)迎捺,手拿貝殼或石片等作為刀具举畸,沿板條移動工具切削工件查排。中世紀(jì)的彈性桿棒車床運用的仍是這一原理。
十五世紀(jì)由于制造鐘表和武器的需要抄沮,出現(xiàn)了鐘表匠用的螺紋車床和齒輪加工機床跋核,以及水力驅(qū)動的炮筒鏜床。1500年左右叛买,意大利人列奧納多·達(dá)芬奇曾繪制過車床砂代、鏜床、螺紋加工機床和內(nèi)圓磨床的構(gòu)想草圖率挣,其中已有曲柄刻伊、飛輪、項尖和軸承等新機構(gòu)难礼。中國明朝出版的《天工開物》中也載有磨床的結(jié)構(gòu)娃圆,用腳踏的方法使鐵盤旋轉(zhuǎn),加上沙子和水剖切玉石涂颠。
十八世紀(jì)的工業(yè)革命推動了機床的發(fā)展固脸。1774年,英國人威爾金森發(fā)明了較精密的炮筒鏜床俗齿。次年典患,他用這臺炮筒鏜床鏜出的汽缸,滿足了瓦特蒸汽機的要求圆滓。為了鏜制更大的汽缸猾灰,他又于1776年制造了一臺水輪驅(qū)動的汽缸鏜床,促進了蒸汽機的發(fā)展存站。從此萌小,機床開始用蒸汽機通過天軸驅(qū)動。
1797年滚曾,英國人莫茲利創(chuàng)制成的車床由絲杠傳動刀架狱心,能實現(xiàn)機動進給和車削螺紋,這是機床結(jié)構(gòu)的一次重大變革制依。莫茲利也因此被稱為“英國機床工業(yè)之父”音诫。
19世紀(jì),由于紡織雪位、動力竭钝、交通運輸機械和軍火生產(chǎn)的推動,各種類型的機床相繼出現(xiàn)雹洗。1817年香罐,英國人羅伯茨創(chuàng)制龍門刨床;1818年美國人惠特尼制成臥式銑床;1876年穴吹,美國制成萬能外圓磨床幽勒;1835和1897年又先后發(fā)明滾齒機和插齒機。
隨著電動機的發(fā)明港令,機床開始先采用電動機集中驅(qū)動啥容,后又廣泛使用單獨電動機驅(qū)動。二十世紀(jì)初顷霹,為了加工精度更高的工件咪惠、夾具和螺紋加工工具,相繼創(chuàng)制出坐標(biāo)鏜床和螺紋磨床淋淀。同時為了適應(yīng)汽車和軸承等工業(yè)大量生產(chǎn)的需要馁胁,又研制出各種自動機床、仿形機床萍卑、組合機床和自動生產(chǎn)線六主。
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,美國于1952年研制成第一臺數(shù)字控制機床爬韧;1958年研制成能自動更換刀具篱掌,以進行多工序加工的加工中心。從此奏喜,隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用耿窍,使機床在驅(qū)動方式、控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)功能等方面都發(fā)生顯著的變革效益。
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