車鏜銑刨磨鉆等機床的歷史故事

鏜床  

　　門制造機器的行家里手，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，其實機器就是由這些零部件組裝而成的。

　　1、早的鏜床設(shè)計者——達·芬奇鏜床被稱為“機械”。說起鏜床，還先得說說達·芬奇。這位傳奇式的人物，可能就是早用于金屬加工的鏜床的設(shè)計者。龍門加工中心主傳動系統(tǒng)和滑枕結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化設(shè)計滑枕的加工工藝性分析。他設(shè)計的鏜床是以水力或腳踏板作為動力，鏜削的工具緊貼著工件旋轉(zhuǎn)，工件則固定在用起重機帶動的移動臺上。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，那時的鏜床專門用來對中空鑄件進行精加工。

　　2、為大炮炮筒加工而誕生的一臺鏜床（威爾金森，1775年）到了17世紀，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。

　　世界上一臺真正的鏜床是1775年由威爾金森發(fā)明的。其實，確切地說，威爾金森的鏜床是一種能夠精密地加工大炮的鉆孔機，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，在他20歲時，遷到斯塔福德郡，建造了比爾斯頓的一座煉鐵爐。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)過不斷努力，終于制造出了這種能以罕見的精度鉆大炮炮筒的新機器。有意思的是，1808年威爾金森去世以后，他就葬在自己設(shè)計的鑄鐵棺內(nèi)。

　　3、鏜床為瓦特的蒸汽機做出了重要貢獻如果說沒有蒸汽機的話，當時就不可能出現(xiàn)一次工業(yè)革命的浪潮。而蒸汽機自身的發(fā)展和應(yīng)用，除了必要的社會機遇之外，技術(shù)上的一些前提條件也是不可忽視的，因為制造蒸汽機的零部件，遠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，沒有相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備是做不到的。這種可換的刀齒可以是整體刀具材料的刀頭,也可以是焊接刀具材料的刀頭。比如說，制造蒸汽機的汽缸和活塞，活塞制造過程中所要求的外徑的精度，可以從外面邊量尺寸邊進行切削，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。

　　斯密頓是十八世紀的機械技師。斯密頓設(shè)計的水車、風車設(shè)備達43件之多。在制作蒸汽機時，斯密頓感棘手的是加工汽缸。要想將一個大型的汽缸內(nèi)圓加工成圓形，是相當困難的。為此，斯密頓在卡倫鐵工廠制作了一臺切削汽缸內(nèi)圓用的特殊機床。以上就是小編為大家介紹的立銑頭如何調(diào)垂直，倘若你還有什么不懂之處，歡迎來電咨詢，我們會有專員為您解答，期待與您合作。用水車作動力驅(qū)動的這種鏜床，在其長軸的前端安裝上刀具，這種刀具可以在汽缸內(nèi)轉(zhuǎn)動，以此就可以加工其內(nèi)圓。由于刀具安裝在長軸的前端，就會出現(xiàn)軸的撓度等問題，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行加工。

　　對于這個難題，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)，并使其對準中心固定的刀具推進，由于刀具與材料之間有相對運動，材料就被鏜出度很高的圓柱形孔洞。當時、用鏜床做出直徑為72英寸的汽缸，誤差不超過六便士的厚度。之后需要按照端蓋、深溝球軸承、內(nèi)外隔套、深溝球軸承、墊圈、止動墊圈、圓螺母的順序一一裝配，擰緊止動墊圈并鎖緊。用現(xiàn)代技術(shù)衡量，這是個很大的誤差，但在當時的條件下，能達到這個水平，已經(jīng)是很不簡單了。

　　但是，威爾金森的這項發(fā)明沒有申請專利保護，人們紛紛仿造它，安裝它。1802年，瓦特也在書中談到了威爾金森的這項發(fā)明，并在他的索霍鐵工廠里進行。以后，瓦特在制造蒸汽機的汽缸和活塞時，也應(yīng)用了威爾金森這架神奇的機器。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)。原來，對活塞來說，可以在外面一邊量著尺寸，一邊進行切削，但對汽缸就不那么簡單了，非用鏜床不可。當時，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，用以切削圓筒內(nèi)部，結(jié)果，直徑75英寸的汽缸，誤差還不到一個的厚度，這在當對是很先進的了。

　　4、工作臺升降式鏜床誕生（赫頓，1885年）在以后的幾十年間，人們對威爾金森的鏜床作了許多改進。1885年，英國的赫頓制造了工作臺升降式鏜床，這已成為了現(xiàn)代鏜床的雛型。

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。滑枕是主傳動部件的關(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。這給機床傳動軸的設(shè)計提供了全新的契機，從而提出了碳纖維增強復(fù)合材料機床傳動軸的設(shè)計思想。

　　（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)。由于在正常使用下，不會產(chǎn)生嚴重的磨損，故一般只需要通過研磨修復(fù)，即可恢復(fù)精度。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。

　　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。3、立臥兩用銑頭—該銑頭可同時進行立式及臥式加工，采用雙向止推軸承及傘形齒輪分離式原理，校正更顯得方便快速，其內(nèi)部采用高速止推軸承，由兩方向固定，可承受重切削。

龍門加工中心主傳動系統(tǒng)和滑枕結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計機床結(jié)構(gòu)

　　XHT2420龍門加工中心總體結(jié)構(gòu)為由雙立柱和固定橫梁組成封閉框架、工作臺移動的龍門式定梁結(jié)構(gòu)，X、Y、Z三個進給軸聯(lián)動，工作臺移動采用伺服電動機驅(qū)動消隙雙齒輪、精密齒條機構(gòu),在床身上沿直線滾動導(dǎo)軌做X向往復(fù)縱向運動，伺服電動機驅(qū)動滾珠絲杠副帶動拖板沿橫梁上的直線滾動導(dǎo)軌做Y向往復(fù)橫向運動；銑頭是如何進行作業(yè)的銑頭是這樣一種設(shè)備：銑刀與機床連接在一起可以實現(xiàn)機器化操作，同時還可以擴大鏜床在實際工作中的加工范圍，發(fā)揮著重要的作用。由伺服電動機驅(qū)動滾珠絲杠副帶動垂直滑枕上的鏜銑頭做Z向往復(fù)運動。

　　機床主軸配置了五面加工頭，采用了立臥組合主軸頭，同時具有立式和臥式主軸，恒溫冷卻，主軸自動完成5°×72mm轉(zhuǎn)位, 主軸立臥換刀由電氣、液壓和氣動共同配合完成60把鏈條刀庫的全自動換刀。零件經(jīng)一次裝夾，可以對工件進行五面加工，可完成除安裝面外其余各面及孔系的加工，確保被加工零件的各面、孔之間的加工精度，適用于多種板類、箱體類和機架類零件的數(shù)控加工，一次裝夾可以對工件進行鏜、銑、鉆、鉸和攻螺紋等各項操作。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。機床主體結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。

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200～3 500r/min，工作臺尺寸2m×6m，滑枕鏜銑頭行程（Z向）1 000mm，三坐標大移動速度12m/min。