老照片|干了半辈子机加工,你知道车床为什么叫车床吗?

兴发娱乐xf115

2018-02-22 15:51:57

掐指算算,老铁们也干了不少个年头,算得上是机加工的老司机了。可你知道车床为什么叫车床吗?用车床加工零件为什么叫“车”呢?

今天进入老照片系列之前,我们不妨先来科普一番。

翻开字典,“车”这个字是这样解释的:

“车”,转动的意思。中国古代带转动的机械通常都叫“XX车”,利用轮轴旋转进行工作的机械,如纺线用的“纺车”、提水用的“水车”、“筒车”、“翻车”等等。

有木有恍然大悟的感觉呢?原来“车床”的“车”是这么个意思,利用轮轴旋转进行工作的机械,这特征归纳得太到位了。

回头一想,牛车、马车、手推车、自行车以及汽车,不都是利用轮轴工作的机械吗?那么利用车床加工零件,毫无疑问就叫车零件了。

①供人躺在上面睡觉的家具。②像床的器具:冰床、机床。③某些像床的地面:苗床、河床。

在古代,床是供人坐卧的器具,与今天只用作睡卧不同。《说文》:“床,安身之坐者。”安身,指使身体安稳的意思。

由此引申出起承托稳定作用的东西,实际上就是底座,所以有琴床、机床、车床、笔床。由“床”构成的复合词的中心义是:起安稳作用的底座。

这样结合意思一看,车床之所以取名叫车床,那是相当贴切啊!

何为车床?

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。

好了,科普完进入正题,今儿我们就来聊聊被誉为“机器之母”――车床的前世今生。

车床的雏形

人类的祖先为了更方便地使用工具进行加工,机床最早原型的树木车床就这样诞生了,大概距今二千多年前吧。

十三世纪时期,机床原型也在发展,也总不能老是挂树上吧。这时候就有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”,也称之为弹性杆棒车床,不过除了刀具是用金属外,操作原理还是跟原先一模一样的。

同一时期的中国,明朝出版了一本奇书叫《天工开物》,记载了明朝时期及前朝的各项技术,看过你就能知道什么叫“古人的智慧”了。

这本书里也记载了磨床的结构,它利用了类似欧洲中世纪脚踏机床的原理,用脚踏的方法使金属盘旋转,配合沙子和水来加工玉石。

《天工开物》中的磨床结构

《开工天物》“扎砣图”

这个就类似于现代加工中的镗削,用特别的砣一点一点地把内部的玉磨掉,想想古代的工匠们,真是个个能工巧匠啊。

《开工天物》“掏堂图”

机床的诞生

1774年,英国人威尔金森发明了炮筒镗床,这是世界上第一台真正意义上的镗床。

威尔金森发明的炮筒镗床,最初用来铸造军火

1775年,威尔金森用这台炮筒镗床镗出的汽缸,重新制造了瓦特那漏洞百出的汽缸,满足了瓦特蒸汽机的要求。

为了镗制更大的汽缸,他又于同年制造了一台水轮驱动的汽缸镗床,促进了蒸汽机的发展。

威尔金森为锻造更大汽缸制作的汽缸镗床

从此,机床开始用蒸汽机通过曲轴驱动,对于机床和蒸汽机而言,互相协助促进了共同的发展,一个轰轰烈烈的工业革命时代走向了极致。

现代车床原型的诞生和普及

写到这里,就不得不提“车床之父”――亨利莫兹利,英国发明家。他之于车床,就像瓦特之于蒸汽机。

1797年,莫兹利制成了第一台螺纹切削车床,它带有丝杆和光杆,采用滑动刀架的现代车床,可车削不同螺距的螺纹。

莫兹利1797车床

此后,莫兹利又不断地对车床加以改进。1800年,他用坚实的铸铁床身代替了三角铁棒机架,用惰轮配合交换齿轮对,代替了更换不同螺距的丝杠来车削不同螺距的螺纹。

这就是现代车床的原型,是具有划时代意义的刀架车床,对英国工业革命具有重要的意义。

莫兹利1800车床

严格来说,车床并不是莫兹利发明的,他只是在前人的基础上,对车床进行了再创新,让它拥有了自动切削的功能。但正是因为莫兹利的再创造,让车床的应用得到了极大普及,车床才得以真正意义上的诞生。

各类型机床的飞速发展

进入19世纪后,由于各行业的发展,需要应用于不同类型的机床相继出现。

1817年,罗伯茨发明了龙门车床;1818年,美国的惠特尼制造出了世界上第一台普通铣床。

罗伯茨龙门车床

为了继续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。

斯潘塞机床

1900年,美国人诺顿用金刚砂和刚玉石制成直径大而宽的砂轮,以及刚度大而牢固的重型磨床。磨床的发展,使机械制造技术进入了精密化的新阶段。

工业革命本身就是一种爆发式的发展,在这种大爆炸中,这个时期的机床也在不断的发展变化,为了工业和生产的更高效率而在不断的改进,这些机床的发明家真可谓是生逢此世。

随着高速工具钢的发明和电动机的应用,机床也由蒸汽动力升级到了电动机驱动,这又是一个跨时代的改进。可以看到从人力到水力、从蒸汽驱动到电力驱动,人类走过了好几百年的发展历程。

1910年,英国老车床

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,20世纪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。

二战后的电动机床

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年代后微处理器直接用于数控机床,进一步促进了数控机床的普及应用和飞速发展,并不断发展至今。

早期的数控机床

中国车床:从皮带车床到五轴联动

由于历史原因,可以说,中国几乎完全错过了前三次的工业革命。中国车床真正发展是从建国后才开始的。

新中国成立之初,包括机床在内的装备制造业几乎可以说是一片空白。中国的第一批机床就是这样“一穷二白”的条件下,经过工人们的艰苦努力成功下线的。

1949年,新中国的第一台车床――六尺皮带车床,终于在沈阳第一机床厂诞生。

图为工人们在操作的是皮带车床

这批机床的问世及后来的批量生产,有力地支援了全国工业化建设,创造出了后来许多生产奇迹。

沈阳第一机床厂机械加工车间

到了“一五”时期,国家对部分机修厂进行改造并新建了一些企业,并确定了18家生产重点骨干企业。这18家企业就是机床行业鼎鼎大名的“十八罗汉”。

“十八罗汉厂”在苏联的技术援助下,不断研制出机床新品。

・ 如沈阳第一机床厂在1949年生产出新中国第一台车床后,1955年又研制出我国第一台C620-1卧式车床并开始投入批量生产;

・ 同年,大连机床厂开始生产一种新机床――万能铲床,上海机床厂试制成功新型外圆磨床;

・ 1956年,济二机床批量生产龙门刨床和螺旋摩擦压力机(该厂分别于1953年和1955年研制成功中国第一台大型龙门刨床和第一台大型机械压力机);

・ 沈阳第一机床厂生产的车床开始出口,上海机床厂研制出3153M磨床。

1958年夏秋之交,新中国首台数控铣床终于诞生――X53K1,它由清华大学和北京第一机床厂联合研制,这也是亚洲第一台数控设备。

新中国首台数控铣床终于诞生――X53K1

这次研制成功,完成了中国机械工业史上一次伟大的飞跃。从此,我国的机械加工开始从依靠手艺向依靠技术转变。

之后的近30年时间,由于国外技术封锁和国内基础条件限制,我国的数控技术并没有得到很好的发展。一直到改革开放后,我国才迎来了机床工业发展的春天,机床的种类及型号也逐渐丰富起来。

发展至今,什么立式、卧式、多轴、数控车、车铣复合等等等等……各类型车床应有尽有。

2012年,沈阳机床更是自主研发设计了首台具有网络智能功能的“i5数控系统”并实现了产业化,标志着我国中高档数控机床数控系统全部依赖进口的历史结束。

如今,我国已连续8年成为世界第一大机床市场,也是世界上唯一一个能生产所有门类机床的国家。

随着数控车床的日益发展,如今已成为行业的大势所趋,有着200多年历史的普通车床正在逐渐没落、消亡。

但目前看来,普通车床一定时间内还会继续存在下去的,毕竟对于小批量订单来说,普车更省时,成本也低,而且机器换人的智能化改造想要“一统天下”,还需要比较长的时间完成进化过渡的。

但,普通车床退出市场,终将会是它的宿命。