机床发展史

机床发展史一、机床的定义•机床（machinetool），制造机械的机械，又称为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称机床。•广义：将固体材料，经由一动力源推动，以物理的、化学的或其他方法作成形加工的机械。•狭义：指加工材料以金属工件为主的机床。加工方式则以切削或轮磨等机型方式将工件制成所需的形状、尺寸及表面精度，按造其功用可分为切削型、成形型、及使用高级技术三类。•主要有两大类：传统金属切削机，数控机床（NC和CNC）二、传统机床的分类•车床•镗床•刨床•铣床•磨床•钻床•锯床•拉床4三、机床发展史•雏形1.古代树木机床公元前二千多年出现的树木车床是机床最早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性使工件由绳索带动旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿板条移动工具切削工件。2.中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理。•发展•十五世纪由于制造钟表和武器的需要，出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床，以及水力驱动的炮筒镗床。1500年左右，意大利人列奥纳多·达芬奇曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床和内圆磨床的构想草图，其中已有曲柄、飞轮、项尖和轴承等新机构。中国明朝出版的《天工开物》中也载有磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，加上沙子和水剖切玉石。•工业革命十八世纪的工业革命推动了机床的发展。1774年，英国人威尔金森发明了较精密的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机的要求。为了镗制更大的汽缸，他又于1776年制造了一台水轮驱动的汽缸镗床，促进了蒸汽机的发展。从此，机床开始用蒸汽机通过天轴驱动。1797年，英国人莫兹利创制成的车床由丝杠传动刀架，能实现机动进给和车削螺纹，这是机床结构的一次重大变革。莫兹利也因此被称为“英国机床工业之父”。7•19世纪由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的推动，各种类型的机床相继出现。1817年，英国人罗伯茨创制龙门刨床；1818年美国人惠特尼制成卧式铣床；1876年，美国制成万能外圆磨床；1835和1897年又先后发明滚齿机和插齿机。惠特沃斯，19世纪最优秀的工程师1834年制成了测长机，该测长机可以测量出长度误差万分之一英寸左右。1835年，发明滚齿机。建议全部的机床生产业者都采用同一尺寸的标准螺纹。此时，工业发展中心已经移到美国。•20世纪前期•1900年进入精密化时期19世纪末到20世纪初，单一的车床已逐渐演化出了铣床、刨床、磨床、钻床等，并且这些主要机床已经基本定型，也为精密机床和生产机械化和半自动化创造了条件。•二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具，相继创制出坐标镗床和螺纹磨床。•1920年进入半自动化时期在1920年以后的30年中，机械制造技术进入了半自动化时期，液压和电器元件在机床和其他机械上逐渐得到了应用。1938年，液压系统和电磁控制不但促进了新型铣床的发明，而且在龙门刨床等机床上也推广使用。30年代以后，行程开关——电磁阀系统几乎用到各种机床的自动控制上了。适应汽车了和轴承等工业大量生产的需要。此时也出现了自动生产线。9•二战之后，数控机床诞生•1949年，在麻省理工学院的参加和协助下，帕森斯提出世界第一台数控机床（铣床）的方案。•1952年，制成了第一台电子管数控机床样机，这是数控机床的第一代。•1953年，美国空军和MIT合作，APT自动编程开始。•1958年，美国克耐·杜列克公司研制成能自动更换刀具，以进行多工序加工的加工中心。•以后，一方面数控原理从铣床扩展到铣镗床、钻床和车床，另一方面，则从电子管向晶体管、集成电路方向过渡，并在数控装置广泛采用，标志着第二代数控时代。•1965年，小规模集成电路应用于数控系统，进入第三代数控系统。•1968年，英国的毛林斯机械公司研制成了世界第一条数控机床组成的自动线，到70年代中期，出现了自动化车间，自动化工厂也已开始建造。•以上三代都是NC机床，采用专业控制计算机的硬逻辑数控系统。10•1967年，英国把几台数控机床联接成具有柔性的加工系统，这就是最初的柔性制造系统制造（FMS）。•由于小型计算机广泛应用于机床控制，更是使数控技术得到了突破，许多数控功能由软件实现，这种系统称为计算机数控系统（CNC）。1970年，在芝加哥国际机床展览会上首次展出，这是第四代数控系统。•1974年以后，微处理器数控系统的数控机床飞速发展，这是第五代数控系统（MNC）。•20世纪80年代，国际上出现了柔性制造单元（FMC）。•目前，数控系统处于计算机集成制造系统（CIMS）阶段。在这个系统中，相应的计算机辅助系统，如计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)计算机辅助工艺规划(CAPP)、计算机辅助测试(CAT)、计算机辅助质量控制(CAQ)等，集成化的全局效应更为明显。•进一步发展四、我国机床发展的历史及现状•1958年，我国开始研制数控机床，第一台数控机床在沈阳第一机床厂试制成功。这是一台2轴的车床，由程序配电器控制，由哈尔滨工业大学研制。同年9月第一台真正意义上的数控铣床由清华大学和铣床研究所合作研发完成并在北京第一机床厂试制成功。•1975年，研制出第一台加工中心。•1986年开始，我国数控机床进入国际市场。•与美国，欧洲，日本等发达国家，差距约20年。主要体现在技术水平，产业化生产和人才这三个方面。12谢谢！