機(jī)床

　　發(fā)展歷史

　　十五世紀(jì)的機(jī)床雛形，由于制造鐘表和武器的需要，出現(xiàn)了鐘表匠用的螺紋車床和齒輪加工機(jī)床，以及水力驅(qū)動的炮筒鏜床。1501年左右，意大利人列奧納多·達(dá)芬奇曾繪制過車床、鏜床、螺紋加工機(jī)床和內(nèi)圓磨床的構(gòu)想草圖，其中已有曲柄、飛輪、頂尖和軸承等新機(jī)構(gòu)。中國明朝出版的《天工開物》中也載有磨床的結(jié)構(gòu)，用腳踏的方法使鐵盤旋轉(zhuǎn)，加上沙子和水來剖切玉石。

　　工業(yè)革命導(dǎo)致了各種機(jī)床的產(chǎn)生和改進(jìn)。十八世紀(jì)的工業(yè)革命推動了機(jī)床的發(fā)展。1774年，英國人威爾金森（全名約翰·威爾金森）發(fā)明了較精密的炮筒鏜床。次年，他用這臺炮筒鏜床鏜出的汽缸，滿足了瓦特蒸汽機(jī)的要求。為了鏜制更大的汽缸，他又于1775年制造了一臺水輪驅(qū)動的汽缸鏜床，促進(jìn)了蒸汽機(jī)的發(fā)展。從此，機(jī)床開始用蒸汽機(jī)通過曲軸驅(qū)動。

　　1797年，英國人莫茲利創(chuàng)制成的車床由絲杠傳動刀架，能實現(xiàn)機(jī)動進(jìn)給和車削螺紋，這是機(jī)床結(jié)構(gòu)的一次重大變革。莫茲利也因此被稱為“英國機(jī)床工業(yè)之父”。

　　19世紀(jì)，由于紡織、動力、交通運(yùn)輸機(jī)械和軍火生產(chǎn)的推動，各種類型的機(jī)床相繼出現(xiàn)。1817年，英國人羅伯茨創(chuàng)制龍門刨床；1818年美國人惠特尼（全名伊萊·惠特尼）制成臥式銑床；1876年，美國制成萬能外圓磨床；1835和1897年又先后發(fā)明滾齒機(jī)和插齒機(jī)。

　　工業(yè)技術(shù)發(fā)展的中心，從十九世紀(jì)起就悄悄從英國移向美國。在把英國的技術(shù)聲望奪過去的人中，惠特尼堪稱佼佼者。惠特尼聰穎過人，具有遠(yuǎn)見卓識，他率先研究出了作為大規(guī)模生產(chǎn)的可更換部件的系統(tǒng)。至今還很活躍的惠特尼工程公司，早在19世紀(jì)四十年代就研制成功了一種轉(zhuǎn)塔式六角車床。這種車床是隨著工件制做的復(fù)雜化和精細(xì)化而問世的，在這種車床中，裝有一個絞盤，各種需要的刀具都安裝在絞盤上，這樣，通過旋轉(zhuǎn)固定工具的轉(zhuǎn)塔，就可以把工具轉(zhuǎn)到所需的位置上。

　　隨著電動機(jī)的發(fā)明，機(jī)床開始先采用電動機(jī)集中驅(qū)動，后又廣泛使用單獨(dú)電動機(jī)驅(qū)動。

　　二十世紀(jì)初，為了加工精度更高的工件、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。同時為了適應(yīng)汽車和軸承等工業(yè)大量生產(chǎn)的需要，又研制出各種自動機(jī)床、仿形機(jī)床、組合機(jī)床和自動生產(chǎn)線。

　　1900年進(jìn)入精密化時期。19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，單一的車床已逐漸演化出了銑床、刨床、磨床、鉆床等等，這些主要機(jī)床已經(jīng)基本定型，這樣就為20世紀(jì)前期的精密機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械化和半自動化創(chuàng)造了條件。

　　在20世紀(jì)的前20年內(nèi)，人們主要是圍繞銑床、磨床和流水裝配線展開的。由于汽車、飛機(jī)及其發(fā)動機(jī)生產(chǎn)的要求，在大批加工形狀復(fù)雜、高精度及高光潔度的零件時，迫切需要精密的、自動的銑床和磨床。由于多螺旋線刀刃銑刀的問世，基本上解決了單刃銑刀所產(chǎn)生的振動和光潔度不高而使銑床得不到發(fā)展的困難，使銑床成為加工復(fù)雜零件的重要設(shè)備。

　　被世人譽(yù)為“汽車之父”的福特提出：汽車應(yīng)該是“輕巧的、結(jié)實的、可靠的和便宜的”。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，必須研制高效率的磨床，為此，美國人諾頓于1900年用金剛砂和剛玉石制成直徑大而寬的砂輪，以及剛度大而牢固的重型磨床。磨床的發(fā)展，使機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)入了精密化的新階段。

　　1920年進(jìn)入半自動化時期。在1920年以后的30年中，機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)入了半自動化時期，液壓和電氣元件在機(jī)床和其他機(jī)械上逐漸得到了應(yīng)用。1938年，液壓系統(tǒng)和電磁控制不但促進(jìn)了新型銑床的發(fā)明，而且在龍門刨床等機(jī)床上也推廣使用。30年代以后，行程開關(guān)——電磁閥系統(tǒng)幾乎用到各種機(jī)床的自動控制上了。

　　1950年進(jìn)入自動化時期。第二次世界大戰(zhàn)以后，由于數(shù)控和群控機(jī)床和自動線的出現(xiàn)，機(jī)床的發(fā)展開始進(jìn)入了自動化時期。數(shù)控機(jī)床是在電子計算機(jī)發(fā)明之后，運(yùn)用數(shù)字控制原理，將加工程序、要求和更換刀具的操作數(shù)碼和文字碼作為信息進(jìn)行存貯，并按其發(fā)出的指令控制機(jī)床，按既定的要求進(jìn)行加工的新式機(jī)床。

　　世界第一臺數(shù)控機(jī)床（銑床）誕生（1951年）。數(shù)控機(jī)床的方案，是美國的帕森斯（全名約翰·帕森斯）在研制檢查飛機(jī)螺旋槳葉剖面輪廓的板葉加工機(jī)時向美國空軍提出的。在麻省理工學(xué)院的參加和協(xié)助下，終于在1949年取得了成功。1951年，他們正式制成了第一臺電子管數(shù)控機(jī)床樣機(jī)，成功地解決了多品種小批量的復(fù)雜零件加工的自動化問題。以后，一方面數(shù)控原理從銑床擴(kuò)展到銑鏜床、鉆床和車床，另一方面，則從電子管向晶體管、集成電路方向過渡。1958年，美國研制成能自動更換刀具，以進(jìn)行多工序加工的加工中心。

　　世界第一條數(shù)控生產(chǎn)線誕生于1968年。英國的毛林斯機(jī)械公司研制成了第一條數(shù)控機(jī)床組成的自動線。不久，美國通用電氣公司提出了“工廠自動化的先決條件是零件加工過程的數(shù)控和生產(chǎn)過程的程控”。于是，到1970年代中期，出現(xiàn)了自動化車間，自動化工廠也已開始建造。1970年至1974年，由于小型計算機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)床控制，出現(xiàn)了三次技術(shù)突破。第一次是直接數(shù)字控制器，使一臺小型電子計算機(jī)同時控制多臺機(jī)床，出現(xiàn)了“群控”；第二次是計算機(jī)輔助設(shè)計，用一支光筆進(jìn)行設(shè)計和修改設(shè)計及計算程序；第三次是按加工的實際情況及意外變化反饋并自動改變加工用量和切削速度，出現(xiàn)了自適控制系統(tǒng)的機(jī)床。

　　經(jīng)過100多年的風(fēng)風(fēng)雨雨，機(jī)床的家族已日漸成熟，真正成了機(jī)械領(lǐng)域的“工作母機(jī)”。

　　常見類型

　　車床

　　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(jìn)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(jìn)行切削。

　　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(jìn)行車削，這便是“弓車床”。

　　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。

　　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。

　　英國人莫茲利發(fā)明了刀架車床（1797年）

　　在發(fā)明車床的故事中，最引人注目的是一個名叫莫茲利的英國人，因為他于1797年發(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。

　　各種專用車床的誕生為了提高機(jī)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。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(dú)電機(jī)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(jī)的應(yīng)用，車床不斷完善，終于達(dá)到了高速度和高精度的現(xiàn)代水平。

　　第一次世界大戰(zhàn)后，由于軍火、汽車和其他機(jī)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，1940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。1950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。數(shù)控技術(shù)于1960年代開始用于車床，1970年代后得到迅速發(fā)展。

　　車床的分類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(jìn)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

　　液壓機(jī)床

　　液壓機(jī)床

　　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(yùn)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(dú)電動機(jī)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(jìn)行鏜、銑、鉆、插、磨等加工，具有“一機(jī)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。

　　鏜床

　　工場手工業(yè)雖然是相對落后的，但是它卻訓(xùn)練和造就了許許多多的技工，他們盡管不是專門制造機(jī)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(jī)器就是由這些零部件組裝而成的。

　　最早的鏜床設(shè)計者——達(dá)·芬奇。鏜床被稱為“機(jī)械之母”。說起鏜床，還先得說說達(dá)·芬奇。這位傳奇式的人物，可能就是最早用于金屬加工的鏜床的設(shè)計者。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(jī)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(jìn)行精加工。

　　為大炮炮筒加工而誕生的第一臺鏜床（威爾金森，1775年）。到了17世紀(jì)，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。世界上第一臺真正的鏜床是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(jī)，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，建造了比爾斯頓的第一座煉鐵爐。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(jī)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)。

　　鏜床為瓦特的蒸汽機(jī)做出了重要貢獻(xiàn)如果說沒有蒸汽機(jī)的話，當(dāng)時就不可能出現(xiàn)第一次工業(yè)革命的浪潮。而蒸汽機(jī)自身的發(fā)展和應(yīng)用，除了必要的社會機(jī)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(jī)的零部件，遠(yuǎn)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。比如說，制造蒸汽機(jī)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(jìn)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(jì)最優(yōu)秀的機(jī)械技師。斯密頓設(shè)計的水車、風(fēng)車設(shè)備達(dá)43件之多。在制作蒸汽機(jī)時，斯密頓最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(dāng)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(jī)床。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(jìn)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(zhǔn)中心固定的刀具推進(jìn)，由于刀具與材料之間有相對運(yùn)動，材料就被鏜出精確度很高的圓柱形孔洞。當(dāng)時、用鏜床做出直徑為72英寸的汽缸，誤差不超過六便士硬幣的厚度。用現(xiàn)代技術(shù)衡量，這是個很大的誤差，但在當(dāng)時的條件下，能達(dá)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(hù)，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(jìn)行仿制。以后，瓦特在制造蒸汽機(jī)的汽缸和活塞時，也應(yīng)用了威爾金森這架神奇的機(jī)器。原來，對活塞來說，可以在外面一邊量著尺寸，一邊進(jìn)行切削，但對汽缸就不那么簡單了，非用鏜床不可。當(dāng)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(jìn)，用以切削圓筒內(nèi)部，結(jié)果，直徑75英寸的汽缸，誤差還不到一個硬幣的厚度，這在當(dāng)對是很先進(jìn)的了。

　　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(jìn)。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。

　　銑床

　　銑床系指主要用銑刀在工件上加工各種表面的機(jī)床。通常銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為主運(yùn)動，工件（和）銑刀的移動為進(jìn)給運(yùn)動。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、齒輪等。銑床是用銑刀對工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。

　　19世紀(jì)，英國人為了蒸汽機(jī)等工業(yè)革命的需要發(fā)明了鏜床、刨床，而美國人為了生產(chǎn)大量的武器，則專心致志于銑床的發(fā)明。銑床是一種帶有形狀各異銑刀的機(jī)器，它可以切削出特殊形狀的工件，如螺旋槽、齒輪形等。

　　早在1664年，英國科學(xué)家胡克就依靠旋轉(zhuǎn)圓形刀具制造出了一種用于切削的機(jī)器，這可算是原始的銑床了，但那時社會對此沒有做出熱情的反響。在十九世紀(jì)四十年代，普拉特設(shè)計了所謂林肯銑床。當(dāng)然，真正確立銑床在機(jī)器制造中地位的，要算美國人惠特尼了。

　　第一臺普通銑床（惠特尼，1818年）。1818年，惠特尼制造了世界上第一臺普通銑床，但是，銑床的專利卻是英國的博德默（帶有送刀裝置的龍門刨床的發(fā)明者）于1839年捷足先“得”的。由于銑床造價太高，所以當(dāng)時問津者不多。

　　第一臺萬能銑床（布朗，1862年）。銑床沉默一段時間后，又在美國活躍起來。相比之下，惠特尼和普拉特還只能說是為銑床的發(fā)明應(yīng)用做了奠基性的工作，真正發(fā)明能適用于工廠各種操作的銑床的功績應(yīng)該歸屬美國工程師約瑟夫·布朗。

　　1862年，美國的布朗制造出了世界上最早的萬能銑床，這種銑床在備有萬有分度盤和綜合銑刀方面是劃時代的創(chuàng)舉。萬能銑床的工作臺能在水平方向旋轉(zhuǎn)一定的角度，并帶有立銑頭等附件。他設(shè)計的“萬能銑床”在1867年巴黎博覽會上展出時，獲得了極大的成功。同時，布朗還設(shè)計了一種經(jīng)過研磨也不會變形的成形銑刀，接著還制造了磨銑刀的研磨機(jī)，使銑床達(dá)到了現(xiàn)在這樣的水平。

　　刨床

　　在發(fā)明過程中，許多事情往往是相輔相承、環(huán)環(huán)相扣的：為了制造蒸汽機(jī)，需要鏜床相助；蒸汽機(jī)發(fā)明發(fā)后，從工藝要求上又開始呼喚龍門刨床了?？梢哉f，正是蒸汽機(jī)的發(fā)明，導(dǎo)致了“工作母機(jī)”從鏜床、車床向龍門刨床的設(shè)計發(fā)展。其實，刨床就是一種刨金屬的“刨子”。

　　加工大平面的龍門刨床（1839年）。由于蒸汽機(jī)閥座的平面加工需要，從19世紀(jì)初開始，很多技術(shù)人員開始了這方面的研究，其中有理查德·羅伯特、理查德·普拉特、詹姆斯·福克斯以及約瑟夫·克萊門特等。他們從1814年開始，在25年的時間內(nèi)各自獨(dú)立地制造出了龍門刨床。這種龍門刨床是把加工物件固定在往返平臺上，刨刀切削加工物的一面。但是，這種刨床還沒有送刀裝置，正處在從“工具”向“機(jī)械”的轉(zhuǎn)化過程之中。到了1839年，英國一個名叫博默德的人終于設(shè)計出了具有送刀裝置的龍門刨床。

　　加工小平面的牛頭刨床。另一位英國人內(nèi)史密斯從1831年起的40年內(nèi)發(fā)明制造了加工小平面的牛頭刨床，它可以把加工物體固定在床身上，而刀具作往返運(yùn)動。

　　此后，由于工具的改進(jìn)、電動機(jī)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。

　　磨床

　　磨削是人類自古以來就知道的一種古老技術(shù)，舊石器時代，磨制石器用的就是這種技術(shù)。以后，隨著金屬器具的使用，促進(jìn)了研磨技術(shù)的發(fā)展。但是，設(shè)計出名副其實的磨削機(jī)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(jìn)行磨削加工的。

　　第一臺磨床（1864年）。1864年，美國制成了世界上第一臺磨床，這是在車床的溜板刀架上裝上砂輪，并且使它具有自動傳送的一種裝置。過了12年以后，美國的布朗發(fā)明了接近現(xiàn)代磨床的萬能磨床。

　　人造磨石——砂輪的誕生（1892年）。人造磨石的需求也隨之興起。如何研制出比天然磨石更耐磨的磨石呢？1892年，美國人艾奇遜試制成功了用焦炭和砂制成的碳化硅，這是一種現(xiàn)稱為C磨料的人造磨石；兩年以后，以氧化鋁為主要成份的A磨料又試制成功，這樣，磨床便得到了更廣泛的應(yīng)用。

　　以后，由于軸承、導(dǎo)軌部分的進(jìn)一步改進(jìn)，磨床的精度越來越高，并且向?qū)I(yè)化方向發(fā)展，出現(xiàn)了內(nèi)圓磨床、平面磨床、滾磨床、齒輪磨床、萬能磨床等等。

　　鉆床

　　古代鉆床——“弓轆轤”。鉆孔技術(shù)有著久遠(yuǎn)的歷史。考古學(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。古人在兩根立柱上架個橫梁，再從橫梁上向下懸掛一個能夠旋轉(zhuǎn)的錐子，然后用弓弦纏繞帶動錐子旋轉(zhuǎn)，這樣就能在木頭石塊上打孔了。不久，人們還設(shè)計出了稱為“轆轤”的打孔用具，它也是利用有彈性的弓弦，使得錐子旋轉(zhuǎn)。

　　第一臺鉆床（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。1862年在英國倫敦召開的國際博覽會上，英國人惠特沃斯展出了由動力驅(qū)動的鑄鐵柜架的鉆床，這便成了近代鉆床的雛形。

　　以后，各種鉆床接連出現(xiàn)，有搖臂鉆床、備有自動進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的鉆床、能一次同時打多個孔的多軸鉆床等。由于工具材料和鉆頭的改進(jìn)，加上采用了電動機(jī)，大型的高性能的鉆床終于制造出來了。

　　數(shù)控機(jī)床

　　是數(shù)字控制機(jī)床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動作并加工零件的控制單元，數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機(jī)床的大腦。

　　加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；

　　可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動，能加工形狀復(fù)雜的零件；

　　加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時間；

　　機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機(jī)床的3~5倍）；

　　機(jī)床自動化程度高，可以減輕勞動強(qiáng)度；

　　對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高。

　　數(shù)控機(jī)床一般由下列幾個部分組成：

　　主機(jī)，是數(shù)控機(jī)床的主體，包括機(jī)床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。它是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。

　　數(shù)控裝置，是數(shù)控機(jī)床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機(jī)等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實現(xiàn)各種控制功能。

　　驅(qū)動裝置，是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。它在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動。當(dāng)幾個進(jìn)給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。

　　輔助裝置，指數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。

　　編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機(jī)外進(jìn)行零件的程序編制、存儲等。

　　數(shù)控機(jī)床加工流程說明

　　CAD：ComputerAidedDesign，即計算機(jī)輔助設(shè)計。2D或3D的工件或立體圖設(shè)計

　　CAM：ComputerAidedMaking，即計算機(jī)輔助制造。使用CAM軟體生成G-Code

　　CNC：數(shù)控機(jī)床控制器，讀入G-Code開始加工

　　數(shù)控機(jī)床加工程式說明

　　CNC程式可分為主程序及副程序（子程序），凡是重覆加工的部份，可用副程序編寫，以簡化主程序的設(shè)計。

　　字元（數(shù)值資料）→字語→單節(jié)→加工程序。

　　只要打開Windows操作系統(tǒng)里的記事本就可編輯CNC碼，寫好的CNC程式則可用模擬軟體來模擬刀具路徑的正確性。

　　數(shù)控機(jī)床基本機(jī)能指令說明

　　所謂機(jī)能指令是由位址碼（英文字母）及兩個數(shù)字所組成，具有某種意義的動作或功能，可分為七大類，即G機(jī)能（準(zhǔn)備機(jī)能），M機(jī)能（輔助機(jī)能），T機(jī)能（刀具機(jī)能），S機(jī)能（主軸轉(zhuǎn)速機(jī)能），F(xiàn)機(jī)能（進(jìn)給率機(jī)能），N機(jī)能（單節(jié)編號機(jī)能）和H/D機(jī)能（刀具補(bǔ)正機(jī)能）。

　　數(shù)控機(jī)床參考點說明

　　通常在數(shù)控工具機(jī)程式編寫時，至少須選用一個參考坐標(biāo)點來計算工作圖上各點之坐標(biāo)值，這些參考點我們稱之為零點或原點，常用之參考點有機(jī)械原點、回歸參考點、工作原點、程式原點。

　　機(jī)械參考點（Machinereferencepoint）：機(jī)械參考點或稱為機(jī)械原點，它是機(jī)械上的一個固定的參考點。

　　回歸參考點（Referencepoints）：在機(jī)器的各軸上都有一回歸參考點，這些回歸參考點的位置，以行程監(jiān)測裝置極限開關(guān)預(yù)先精確設(shè)定，作為工作臺及主軸的回歸點。

　　工作參考點（Workreferencepoints）：工作參考點或稱工作原點，它是工作坐標(biāo)系統(tǒng)之原點，該點是浮動的，由程式設(shè)計者依需要而設(shè)定，一般被設(shè)定于工作臺上（工作上）任一位置。

　　程式參考點（Programreferencepoints）：程式參考點或稱程式原點，它是工作上所有轉(zhuǎn)折點坐標(biāo)值之基準(zhǔn)點，此點必須在編寫程式時加以選定，所以程式設(shè)計者選定時須選擇一個方便的點，以利程式之寫作。

　　鋼制伸縮式導(dǎo)軌防護(hù)罩為高品質(zhì)的2-3mm厚鋼板冷壓成形而成，根據(jù)要求也可以為不銹鋼的。特殊的表面磨光會使其另外升值。我們可以為所有的機(jī)床種類提供相應(yīng)的導(dǎo)軌防護(hù)類型（水平、垂直、傾斜、橫向）。

　　曲軸機(jī)床

　　曲軸高效專用機(jī)床也有它的加工局限性，只有合理應(yīng)用合適的加工機(jī)床，才能發(fā)揮出曲軸加工機(jī)床的高效專用性，從而提高工序的加工效率。

　　1、當(dāng)曲軸軸頸有沉割槽時，數(shù)控內(nèi)銑機(jī)床不能加工；如果曲軸軸頸軸向有沉割槽時，數(shù)控高速外銑機(jī)床和數(shù)控內(nèi)銑機(jī)床均不能加工，但數(shù)控車-車?yán)瓩C(jī)床能很方便地加工。

　　2、當(dāng)平衡塊側(cè)面需要加工時，數(shù)控內(nèi)銑機(jī)床應(yīng)當(dāng)為首選機(jī)床，因為內(nèi)銑刀盤外圓定位，剛性好，尤其適用于加工大型鍛鋼曲軸；此時不適合用數(shù)控車-車?yán)瓩C(jī)床，因為在曲軸的平衡塊側(cè)面需要加工的情況下，采用數(shù)控車-車?yán)瓩C(jī)床加工，平衡塊側(cè)面是斷續(xù)切削，且曲軸轉(zhuǎn)速又很高，在這種工況下，崩刀現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

　　3、當(dāng)曲軸的軸頸無沉割槽，且平衡塊側(cè)面不需加工時，原則上幾種機(jī)床都能加工。當(dāng)加工轎車曲軸時，主軸頸采用數(shù)控車-車?yán)瓩C(jī)床，連桿頸采用數(shù)控高速外銑機(jī)床則應(yīng)成為最佳高效加工選擇；當(dāng)加工大型鍛鋼曲軸時，則主軸頸和連桿頸均采用數(shù)控內(nèi)銑機(jī)床比較合理。

　　曲軸可以分為體形較大的鍛鋼曲軸和輕量化的轎車曲軸，鍛鋼曲軸軸頸一般無沉割槽，且側(cè)面需要加工，余量較大；轎車曲軸一般軸頸有沉割槽，且側(cè)面不需要加工。因此可以得出結(jié)論：加工鍛鋼曲軸采用數(shù)控內(nèi)銑機(jī)床，加工轎車曲軸主軸頸采用數(shù)控車-車?yán)瓩C(jī)床，連桿頸采用數(shù)控高速外銑機(jī)床是比較合理的高效加工選擇。

　　鍛壓機(jī)床

　　鍛壓機(jī)床是金屬和機(jī)械冷加工用的設(shè)備，他只改變金屬的外形狀。鍛壓機(jī)床包括卷板機(jī)，剪板機(jī)，沖床，壓力機(jī)，液壓機(jī)，油壓機(jī)，折彎機(jī)等。

　　機(jī)床附件的種類有很多，包括柔性風(fēng)琴式防護(hù)罩（皮老虎）、刀具刀片、鋼板不銹鋼導(dǎo)軌護(hù)罩、伸縮式絲杠護(hù)罩、卷簾防護(hù)罩、防護(hù)裙簾、防塵折布、鋼制拖鏈、工程塑料拖鏈、機(jī)床工作燈、機(jī)床墊鐵、JR-2型矩形金屬軟管、DGT導(dǎo)管防護(hù)套、可調(diào)塑料冷卻管、吸塵管、通風(fēng)管、防爆管、行程槽板、撞塊、排屑機(jī)、偏擺儀、平臺\花崗石平板\鑄鐵平板及各種操作件等。

　　衡量指標(biāo)編輯

　　機(jī)床本身質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響所造機(jī)器的質(zhì)量。衡量一臺機(jī)床的質(zhì)量是多方面的，但主要是要求工藝性好，系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，工作可靠，生產(chǎn)率高等。具體指標(biāo)如下：

　　1、工藝的可能性

　　工藝的可能性是指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。通用機(jī)床可以完成一定尺寸范圍內(nèi)各種零件多工序加工，工藝的可能性較寬，因而結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，適應(yīng)于單件小批生產(chǎn)。專用機(jī)床只能完成一個或幾個零件的特定工序，其工藝的可能性較窄，適用于大批量生產(chǎn)，可以提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)，降低機(jī)床成本。

　　2、精度和表面粗糙度

　　要保證被加工零件的精度和表面粗糙度，機(jī)床本身必須具備一定的幾何精度、運(yùn)動精度、傳動精度和動態(tài)精度。

　　幾何精度是指機(jī)床在不運(yùn)轉(zhuǎn)時部件間相互位置精度和主要零件的形狀精度、位置精度。機(jī)床的幾何精度對加工精度有重要的影響，因此是評定機(jī)床精度的主要指標(biāo)。

　　運(yùn)動精度是指機(jī)床在以工作速度運(yùn)轉(zhuǎn)時主要零部件的幾何位置精度，幾何位置的變化量越大，運(yùn)動精度越低。

　　傳動精度是指機(jī)床傳動鏈各末端執(zhí)行件之間運(yùn)動的協(xié)調(diào)性和均勻性。

　　以上三種精度指標(biāo)都是在空載條件下檢測的，為全面反映機(jī)床的性能，必須要求機(jī)床有一定的動態(tài)精度和溫升作用下主要零部件的形狀、位置精度。影響動態(tài)精度的主要因素有機(jī)床的剛度、抗振性和熱變形等。

　　機(jī)床的剛度指機(jī)床在外力作用下抵抗變形的能力，機(jī)床的剛度越大，動態(tài)精度越高。機(jī)床的剛度包括機(jī)床構(gòu)件本身的剛度和構(gòu)件之間的接觸剛度。機(jī)床構(gòu)件本身的剛度主要取決于構(gòu)件本身的材料性質(zhì)、截面形狀、大小等。構(gòu)件之間的接觸剛度不僅與接觸材料、接觸面的幾何尺寸和硬度有關(guān)，而且還與接觸面的表面粗糙度、幾何精度、加工方法、接觸面介質(zhì)、預(yù)壓力等因素有關(guān)。

　　機(jī)床上出現(xiàn)的振動，可分為受迫振動和自激振動。自激振動是在不受任何外力、激振力干擾的情況下，由切削過程內(nèi)部產(chǎn)生的持續(xù)振動。在激振力的持續(xù)作用下，系統(tǒng)被迫引起的振動為受迫振動。

　　機(jī)床的抗震性和機(jī)床的剛度、阻尼特性、質(zhì)量有關(guān)。由于機(jī)床的各個零部件熱膨脹系數(shù)不同，因而造成了機(jī)床各部分不同的變形和相對位移，這種現(xiàn)象叫機(jī)床的熱變形。由于熱變形而產(chǎn)生的誤差最大可占全部誤差的70%。

　　對于機(jī)床的動態(tài)精度，尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，主要通過切削加工典型零件所達(dá)到的精度間接的對機(jī)床動態(tài)精度作出綜合的評價。

　　3、系列化等程度

　　機(jī)床的系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化是密切聯(lián)系的，品種系列化是部件通用化和零件標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)，而部件的通用化和零件的標(biāo)準(zhǔn)化又促進(jìn)和推動品種系列化工作。

　　4、機(jī)床的壽命

　　機(jī)床結(jié)構(gòu)的可靠性和耐磨性是衡量機(jī)床壽命的主要指標(biāo)。

　　運(yùn)動傳動

　　機(jī)床運(yùn)動

　　根據(jù)在切削過程中所起的作用來區(qū)分，切削運(yùn)動分為主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。

　　主運(yùn)動：是形成機(jī)床切削速度或消耗主要動力的工作運(yùn)動。

　　進(jìn)給運(yùn)動：是使工件的多余材料不斷被去除的工作運(yùn)動。

　　切削過程中主運(yùn)動只有一個，進(jìn)給運(yùn)動可以多于一個。主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動可由刀具或工件分別完成，也可由刀具單獨(dú)完成。機(jī)床的運(yùn)動除了切削運(yùn)動外，還有一些實現(xiàn)機(jī)床切削過程的輔助工作而必須進(jìn)行的輔助運(yùn)動。

　　機(jī)床傳動

　　機(jī)床的傳動機(jī)構(gòu)指的是傳遞運(yùn)動和動力的機(jī)構(gòu)，簡稱為機(jī)床的傳動。

　　機(jī)床的傳動方式按傳動機(jī)構(gòu)的特點分為機(jī)械傳動、液壓傳動、電力傳動、氣壓傳動以及以上幾種傳動方式的聯(lián)合傳動等。按傳動速度調(diào)節(jié)變化特點將傳動分為有級傳動和無級傳動。

　　傳動系統(tǒng)

　　傳動系統(tǒng)也叫傳動鏈，他有首末兩個端件。首端件又叫主動件，末端件又叫從動件。每一條傳動系統(tǒng)從首端件到末端件都是按一定傳動規(guī)律組成，這就是傳動比，以此來保證機(jī)床的性能。一般的機(jī)床傳動系統(tǒng)按其所擔(dān)負(fù)運(yùn)動的性質(zhì)可分為主運(yùn)動傳遞系統(tǒng)，進(jìn)給運(yùn)動傳遞系統(tǒng)和快速空行程傳動系統(tǒng)三種。對傳動系統(tǒng)圖一般了解即可。

　　機(jī)床分類

　　1、普通機(jī)床：包括普通車床、鉆床、鏜床、銑床、刨插床等；

　　2、精密機(jī)床：包括磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床和其他各種精密機(jī)床；

　　3、高精度機(jī)床：包括坐標(biāo)鏜床、齒輪磨床、螺紋磨床、高精度滾齒機(jī)、高精度刻線機(jī)和其他高精度機(jī)床等；

　　4、數(shù)控機(jī)床：數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床的簡稱；

　　5、按工件大小和機(jī)床重量可分為儀表機(jī)床、中小型機(jī)床、大型機(jī)床、重型機(jī)床和超重型機(jī)床；

　　6、按加工精度可分為普通精度機(jī)床、精密機(jī)床和高精度機(jī)床；

　　7、按自動化程度可分為手動操作機(jī)床、半自動機(jī)床和自動機(jī)床；

　　8、按機(jī)床的控制方式，可分為仿形機(jī)床、程序控制機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、適應(yīng)控制機(jī)床、加工中心和柔性制造系統(tǒng)；

　　9、按加工方式或加工對象可分為車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、花鍵加工機(jī)床、銑床、刨床、插床、拉床、特種加工機(jī)床、鋸床和刻線機(jī)等。每類中又按其結(jié)構(gòu)或加工對象分為若干組，每組中又分為若干型；

　　10、按機(jī)床的適用范圍，又可分為通用、專門化和專用機(jī)床。

　　專用機(jī)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(jī)床，稱為組合機(jī)床。

　　對一種或幾種零件的加工，按工序先后安排一系列機(jī)床，并配以自動上下料裝置和機(jī)床與機(jī)床間的工件自動傳遞裝置，這樣組成的一列機(jī)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(jī)床和其他自動化工藝裝備組成的，用電子計算機(jī)控制，可自動地加工有不同工序的工件，能適應(yīng)多品種生產(chǎn)。

　　機(jī)床組成

　　各類機(jī)床通常由下列基本部分組成：支承部件，用于安裝和支承其他部件和工件，承受其重量和切削力，如床身和立柱等；變速機(jī)構(gòu)，用于改變主運(yùn)動的速度；進(jìn)給機(jī)構(gòu)，用于改變進(jìn)給量；主軸箱用以安裝機(jī)床主軸；刀架、刀庫；控制和操縱系統(tǒng)；潤滑系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)。

　　機(jī)床附屬裝置包括機(jī)床上下料裝置、機(jī)械手、工業(yè)機(jī)器人等機(jī)床附加裝置，以及卡盤、吸盤彈簧夾頭、虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺和分度頭等機(jī)床附件。

　　切削加工

　　機(jī)床的切削加工是由刀具與工件之間的相對運(yùn)動來實現(xiàn)的，其運(yùn)動可分為表面形成運(yùn)動和輔助運(yùn)動兩類。

　　表面形成運(yùn)動是使工件獲得所要求的表面形狀和尺寸的運(yùn)動，它包括主運(yùn)動、進(jìn)給運(yùn)動和切入運(yùn)動。主運(yùn)動是從工件毛坯上剝離多余材料時起主要作用的運(yùn)動，它可以是工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（如車削）、直線運(yùn)動（如在龍門刨床上刨削），也可以是刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（如銑削和鉆削）或直線運(yùn)動（如插削和拉削）；進(jìn)給運(yùn)動是刀具和工件待加工部分相向移動，使切削得以繼續(xù)進(jìn)行的運(yùn)動，如車削外圓時刀架溜板沿機(jī)床導(dǎo)軌的移動等；切入運(yùn)動是使刀具切入工件表面一定深度的運(yùn)動，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，如車削外圓時小刀架的橫向切入運(yùn)動。

　　輔助運(yùn)動主要包括刀具或工件的快速趨近和退出、機(jī)床部件位置的調(diào)整、工件分度、刀架轉(zhuǎn)位、送夾料，啟動、變速、換向、停止和自動換刀等運(yùn)動。

　　評價機(jī)床技術(shù)性能的指標(biāo)最終可歸結(jié)為加工精度和生產(chǎn)效率。加工精度包括被加工工件的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面質(zhì)量和機(jī)床的精度保持性。生產(chǎn)效率涉及切削加工時間和輔助時間，以及機(jī)床的自動化程度和工作可靠性。這些指標(biāo)一方面取決于機(jī)床的靜態(tài)特性，如靜態(tài)幾何精度和剛度；而另一方面與機(jī)床的動態(tài)特性，如運(yùn)動精度、動剛度、熱變形和噪聲等關(guān)系更大。

　　機(jī)床附件

　　機(jī)床配件，指除機(jī)床主體外的所有可方便更換的元件。

　　機(jī)床配件主要包括刀具夾具、操作件、分度頭、工作臺、卡盤、接頭、排屑裝置、軟管、拖鏈、防護(hù)罩等。其中刀具夾具又分切削刀具、工裝夾具、刨刀、數(shù)控刀具及配套系統(tǒng)、刀帶、拉刀、切刀、滾刀、齒輪刀具、機(jī)用鋸片、數(shù)控刀具、夾頭、沖頭、車刀、鉸刀、鏜刀、插齒刀、剃齒刀、機(jī)用刀片、刀柄、銑刀、螺紋刀具、鉆頭、刀桿、其他刀具、夾具、絲錐；操作件分手輪、拉手、手柄、把手、門鈕、其它操作件產(chǎn)品。

　　發(fā)展方向

　　1、虛擬機(jī)床：通過研發(fā)機(jī)電一體化的、硬件和軟件集成的仿真技術(shù)，來實現(xiàn)提高機(jī)床的設(shè)計水平和使用績效。

　　2、綠色機(jī)床：強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排，力求使生產(chǎn)系統(tǒng)的環(huán)境負(fù)荷達(dá)到最小化。

　　3、智能機(jī)床：提高生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化、可靠性、加工精度和綜合性能。

　　4、e-機(jī)床：提高生產(chǎn)系統(tǒng)的獨(dú)立自主性以及與使用者和管理者的交互能力，使機(jī)床不僅是一臺加工設(shè)備，而是成為企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點。

　　其中，綠色機(jī)床將成為研究熱點。將毛坯轉(zhuǎn)化為零件的工作母機(jī)，在使用過程中不僅消耗能源，還會產(chǎn)生固體、液體和氣體廢棄物，對工作環(huán)境和自然環(huán)境造成直接或間接的污染。據(jù)此，綠色機(jī)床應(yīng)該具有以下特點：機(jī)床主要零部件由再生材料制造；機(jī)床的重量和體積減少50%以上；通過減輕移動質(zhì)量、降低空運(yùn)轉(zhuǎn)功率等措施使功率消耗減少30%～40%；使用過程中產(chǎn)生的各種廢棄物減少50%～60%，保證基本沒有污染的工作環(huán)境；報廢后機(jī)床材料100%可回收。據(jù)統(tǒng)計，機(jī)床使用過程中用于切除金屬的功率只占到25%左右，各種損耗和輔助功能占去大部分。機(jī)床綠色化的第一個措施，是通過大幅度降低機(jī)床重量和減少驅(qū)動功率來構(gòu)建具有生態(tài)效益的機(jī)床。綠色機(jī)床提出一種全新的概念，大幅減少重量，力求節(jié)省材料，同時降低能耗。

　　作為現(xiàn)代工業(yè)基石的機(jī)床產(chǎn)業(yè)，是工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中無論如何都不能繞過一個關(guān)鍵性問題，中國機(jī)床產(chǎn)業(yè)由于先天不足，一直在中高端機(jī)床項目發(fā)展上落于國外主流水準(zhǔn)，正處于一個追趕的過程當(dāng)中。

　　中國數(shù)控機(jī)床仍然較為落后。中國數(shù)控機(jī)床市場巨大，與國外產(chǎn)品相比，中國的差距主要是機(jī)床的高速高效化和精密化上，中國正處于工業(yè)化中期，即從解決短缺為主的開放逐步向建設(shè)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，從脫貧向致富轉(zhuǎn)變，煤炭、汽車、鋼鐵、房地產(chǎn)、建材、機(jī)械、電子、化工等一批以重工業(yè)為基礎(chǔ)的高增長行業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，構(gòu)成了對機(jī)床市場尤其是數(shù)控機(jī)床的巨大需求。

　　以技術(shù)領(lǐng)先的策略正在向以客戶為中心的策略轉(zhuǎn)變：經(jīng)濟(jì)危機(jī)往往會催生大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)升級和企業(yè)轉(zhuǎn)型，機(jī)床工具行業(yè)實現(xiàn)制造業(yè)服務(wù)化，核心在于要以客戶為中心，積極提供客戶需要的個性化服務(wù)。因此，從簡單的賣產(chǎn)品轉(zhuǎn)向提供整體解決方案、從以技術(shù)為中心向以客戶為中心轉(zhuǎn)變成為當(dāng)今的趨勢。

　　中國的產(chǎn)品與中國市場需求反差較大，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)亟待快速調(diào)整：中國機(jī)床行業(yè)雖然保持多年持續(xù)快速發(fā)展，但是產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理的現(xiàn)象依然存在，整個行業(yè)大而不強(qiáng)，高檔產(chǎn)品還大量依賴進(jìn)口。國產(chǎn)機(jī)床的國內(nèi)市場占有率雖然已經(jīng)有一定的提高，但是高檔數(shù)控機(jī)床、核心功能部件在國內(nèi)市場占有率還很低，全行業(yè)替代進(jìn)口的潛力非常巨大。

　　企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新模式有待完善：由于中國機(jī)床企業(yè)的地位、工業(yè)化水平和品牌影響力在逐步提升，要成為工業(yè)強(qiáng)國，其技術(shù)的獲得再也不能依賴別人。過去，中國走了一條從模仿到引進(jìn)的道路，從現(xiàn)在開始必須走自主創(chuàng)新的道路。企業(yè)技術(shù)遇到新的封鎖，建立自主、新型、戰(zhàn)略性的產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新模式是支撐產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整技術(shù)來源的惟一途徑。

　　中國數(shù)控機(jī)床行業(yè)將延續(xù)結(jié)構(gòu)調(diào)整的勢頭，不斷以新產(chǎn)品、新亮點占領(lǐng)更大市場。數(shù)控切割機(jī)床按切割方式可分為火焰切割和等離子切割兩大類。隨著下游行業(yè)需求的不斷提高，對數(shù)控機(jī)床配件提出了更大的需求和更高的要求。

　　東北地區(qū)發(fā)展不快，其他地方的發(fā)展也比較緩慢。三是調(diào)結(jié)構(gòu)促轉(zhuǎn)型取得成效。面對金融危機(jī)，廣大企業(yè)應(yīng)不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)、提高質(zhì)量、增加品種及推動產(chǎn)業(yè)升級，再加上企業(yè)加強(qiáng)管理，降低費(fèi)用，所以企業(yè)效益明顯好轉(zhuǎn)。數(shù)控切割機(jī)床裝飾性發(fā)展趨勢可見一斑，數(shù)控切割機(jī)床更多的是強(qiáng)調(diào)在機(jī)械性能、操作簡便、價格經(jīng)濟(jì)、加工精度穩(wěn)定等方面。在金屬材料加工日益要求普及和批量化的今天，數(shù)控切割機(jī)床除了要滿足上述功能性外，還要具有多切割方式的適用性。

　　國內(nèi)數(shù)控機(jī)床企業(yè)為了提高自身實力，更快地拓展國際市場，將采取多種手段加快和國外企業(yè)的融合以提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高競爭力。在繼續(xù)開拓美國、日本等國家市場的同時，在東南亞、中東、俄羅斯、歐洲、非洲等也全面開花。據(jù)了解，當(dāng)前金屬切割數(shù)控機(jī)床行業(yè)運(yùn)行具有以下幾個特點：一是外銷企業(yè)困難較大。從規(guī)模以上企業(yè)來看，以內(nèi)銷為主的品牌企業(yè)發(fā)展勢頭較好。沒有品牌的中小企業(yè)發(fā)展比較困難。二是各地區(qū)發(fā)展不夠均衡，浙江、山東、河北、北京以及四川發(fā)展比較快，廣東的民營企業(yè)發(fā)展也較快。

　　數(shù)控切割機(jī)床行業(yè)多數(shù)企業(yè)都是依靠降低產(chǎn)品售價來獲得市場，造成的后果是產(chǎn)品價格低、附加值低、利潤低，企業(yè)沒有足夠的資金持續(xù)發(fā)展。隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和競爭的升級，提高產(chǎn)品技術(shù)含量，擁有自主的專利、設(shè)計，注重品牌的打造和營銷才是企業(yè)長期發(fā)展的最佳選擇。

　　操作規(guī)程編輯

　　操作者必須經(jīng)過考試合格，持有本機(jī)床的《設(shè)備操作證》方可操作本機(jī)床。

　　工作前

　　1、仔細(xì)閱讀交接班記錄，了解上一班機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和存在問題；

　　2、檢查機(jī)床、工作臺、導(dǎo)軌以及各主要滑動面，如有障礙物、工具、鐵屑、雜質(zhì)等，必須清理、擦拭干凈、上油；

　　3、檢查工作臺，導(dǎo)軌及主要滑動面有無新的拉、研、碰傷，如有應(yīng)通知班組長或設(shè)備員一起查看，并作好記錄；

　　4、檢查安全防護(hù)、制動（止動）、限位和換向等裝置應(yīng)齊全完好；

　　5、檢查機(jī)械、液壓、氣動等操作手柄、伐門、開關(guān)等應(yīng)處于非工作的位置上；

　　6、檢查各刀架應(yīng)處于非工作位置；

　　7、檢查電器配電箱應(yīng)關(guān)閉牢靠，電氣接地良好；

　　8、檢查潤滑系統(tǒng)儲油部位的油量應(yīng)符合規(guī)定，封閉良好。油標(biāo)、油窗、油杯、油嘴、油線、油氈、油管和分油器等應(yīng)齊全完好，安裝正確。按潤滑指示圖表規(guī)定作人工加油或機(jī)動（手位）泵打油，查看油窗是否來油；

　　9、停車一個班以上的機(jī)床，應(yīng)按說明書規(guī)定及液體靜壓裝置使用規(guī)定（詳見附錄Ⅰ）的開車程序和要求作空動轉(zhuǎn)試車3~5分鐘。

　　檢查：

　　1）操縱手柄、伐門、開關(guān)等是否靈活、準(zhǔn)確、可靠。

　　2）安全防護(hù)、制動（止動）、聯(lián)鎖、夾緊機(jī)構(gòu)等裝置是否起作用。

　　3）校對機(jī)構(gòu)運(yùn)動是否有足夠行程，調(diào)正并固定限位、定程擋鐵和換向碰塊等。

　　4）由機(jī)動泵或手拉泵潤滑部位是否有油，潤滑是否良好。

　　5）機(jī)械、液壓、靜壓、氣動、靠模、仿形等裝置的動作、工作循環(huán)、溫升、聲音等是否正常。壓力（液壓、氣壓）是否符合規(guī)定。確認(rèn)一切正常后，方可開始工作。

　　凡連班交接班的設(shè)備，交接班人應(yīng)一起按上述（9條）規(guī)定進(jìn)行檢查，待交接班清楚后，交班人方可離去。凡隔班接班的設(shè)備，如發(fā)現(xiàn)上一班有嚴(yán)重違犯操作規(guī)程現(xiàn)象，必須通知班組長或設(shè)備員一起查看，并作好記錄，否則按本班違犯操作規(guī)程處理。

　　在設(shè)備檢修或調(diào)整之后，也必須按上述（9條）規(guī)定詳細(xì)檢查設(shè)備，認(rèn)為一切無誤后方可開始工作。

　　工作中

　　1、堅守崗位，精心操作，不做與工作無關(guān)的事。因事離開機(jī)床時要停車，關(guān)閉電源、氣源；

　　2、按工藝規(guī)定進(jìn)行加工。不準(zhǔn)任意加大進(jìn)刀量、磨削量和切（磨）削速度。不準(zhǔn)超規(guī)范、超負(fù)荷、超重量使用機(jī)床。不準(zhǔn)精機(jī)粗用和大機(jī)小用；

　　3、刀具、工件應(yīng)裝夾正確、緊固牢靠。裝卸時不得碰傷機(jī)床。找正刀具、工件不準(zhǔn)重錘敲打。不準(zhǔn)用加長搬手柄增加力矩的方法緊固刀具、工件；

　　4、不準(zhǔn)在機(jī)床主軸錐孔、尾座套筒錐孔及其他工具安裝孔內(nèi)，安裝與其錐度或孔徑不符、表面有刻痕和不清潔的頂針、刀具、刀套等；

　　5、傳動及進(jìn)給機(jī)構(gòu)的機(jī)械變速、刀具與工件的裝夾、調(diào)正以及工件的工序間的人工測量等均應(yīng)在切削、磨削終止，刀具、磨具退離工件后停車進(jìn)行；

　　6、應(yīng)保持刀具、磨具的鋒利，如變鈍或崩裂應(yīng)及時磨鋒或更換；

　　7、切削、磨削中，刀具、磨具未離開工件，不準(zhǔn)停車；

　　8、不準(zhǔn)擅自拆卸機(jī)床上的安全防護(hù)裝置，缺少安全防護(hù)裝置的機(jī)床不準(zhǔn)工作；

　　9、液壓系統(tǒng)除節(jié)流伐外其他液壓伐不準(zhǔn)私自調(diào)整；

　　10、機(jī)床上特別是導(dǎo)軌面和工作臺面，不準(zhǔn)直接放置工具，工件及其他雜物；

　　11、經(jīng)常清除機(jī)床上的鐵屑、油污，保持導(dǎo)軌面、滑動面、轉(zhuǎn)動面、定位基準(zhǔn)面和工作臺面清潔；

　　12、密切注意機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)情況，潤滑情況，如發(fā)現(xiàn)動作失靈、震動、發(fā)熱、爬行、噪音、異味、碰傷等異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即停車檢查，排除故障后，方可繼續(xù)工作；

　　13、機(jī)床發(fā)生事故時應(yīng)立即按總停按鈕，保持事故現(xiàn)場，報告有關(guān)部門分析處理；

　　14、不準(zhǔn)在機(jī)床上焊接和補(bǔ)焊工件。

　　工作后

　　1、將機(jī)械、液壓、氣動等操作手柄、伐門、開關(guān)等板到非工作位置上；

　　2、停止機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)，切斷電源、氣源；

　　3、清除鐵屑，清掃工作現(xiàn)場，認(rèn)真擦凈機(jī)床。導(dǎo)軌面、轉(zhuǎn)動及滑動面、定位基準(zhǔn)面、工作臺面等處加油保養(yǎng)；

　　4、認(rèn)真將班中發(fā)現(xiàn)的機(jī)床問題，填到交接班記錄本上，做好交班工作。

　　故障診斷方法

　　數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷有故障檢測、故障判斷及隔離和故障定位三個階段。第一階段的故障檢測就是對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行測試，判斷是否存在故障；第二階段是判定故障性質(zhì)，并分離出故障的部件或模塊；第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印制線路板，以縮短修理時間。為了及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，快速確定故障所在部位并能及時排除，要求故障診斷應(yīng)盡可能少且簡便，故障診斷所需的時間應(yīng)盡可能短。為此，可以采用以下的診斷方法：

　　直觀法

　　利用感覺器官，注意發(fā)生故障時的各種現(xiàn)象，如故障時有無火花、亮光產(chǎn)生，有無異常響聲、何處異常發(fā)熱及有無焦煳味等。仔細(xì)觀察可能發(fā)生故障的每塊印制線路板的表面狀況，有無燒毀和損傷痕跡，以進(jìn)一步縮小檢查范圍，這是一種最基本、最常用的方法。

　　CNC系統(tǒng)的自診斷功能

　　依靠CNC系統(tǒng)快速處理數(shù)據(jù)的能力，對出錯部位進(jìn)行多路、快速的信號采集和處理，然后由診斷程序進(jìn)行邏輯分析判斷，以確定系統(tǒng)是否存在故障，及時對故障進(jìn)行定位?，F(xiàn)代CNC系統(tǒng)自診斷功能可以分為以下兩類：

　?。?）開機(jī)自診斷開機(jī)自診斷是指從每次通電開始至進(jìn)入正常的運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)為止，系統(tǒng)內(nèi)部的診斷程序自動執(zhí)行對CPU、存儲器、總線、I/O單元等模塊、印制線路板、CRT單元、光電閱讀機(jī)及軟盤驅(qū)動器等設(shè)備運(yùn)行前的功能測試，確認(rèn)系統(tǒng)的主要硬件是否可以正常工作。

　?。?）故障信息提示當(dāng)機(jī)床運(yùn)行中發(fā)生故障時，在CRT顯示器上會顯示編號和內(nèi)容。根據(jù)提示，查閱有關(guān)維修手冊，確認(rèn)引起故障的原因及排除方法。一般來說，數(shù)控機(jī)床診斷功能提示的故障信息越豐富，越能給故障診斷帶來方便。但要注意的是，有些故障根據(jù)故障內(nèi)容提示和查閱手冊可直接確認(rèn)故障原因；而有些故障的真正原因與故障內(nèi)容提示不相符，或一個故障顯示有多個故障原因，這就要求維修人員必須找出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，間接地確認(rèn)故障原因。

　　數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查

　　CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT顯示器上顯示故障報警信息，而且能以多頁的“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式提供機(jī)床參數(shù)和狀態(tài)信息，常見的數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查有參數(shù)檢查和接口檢查兩種。

　　（1）參數(shù)檢查數(shù)控機(jī)床的機(jī)床數(shù)據(jù)是經(jīng)過一系列試驗和調(diào)整而獲得的重要參數(shù)，是機(jī)床正常運(yùn)行的保證。這些數(shù)據(jù)包括增益、加速度、輪廓監(jiān)控允差、反向間隙補(bǔ)償值和絲杠螺距補(bǔ)償值等。當(dāng)受到外部干擾時，會使數(shù)據(jù)丟失或發(fā)生混亂，機(jī)床不能正常工作。

　?。?）接口檢查CNC系統(tǒng)與機(jī)床之間的輸入/輸出接口信號包括CNC系統(tǒng)與PLC、PLC與機(jī)床之間接口輸入/輸出信號。數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出接口診斷能將所有開關(guān)量信號的狀態(tài)顯示在CRT顯示器上，用“1”或“0”表示信號的有無，利用狀態(tài)顯示可以檢查CNC系統(tǒng)是否已將信號輸出到機(jī)床側(cè)，機(jī)床側(cè)的開關(guān)量等信號是否已輸入到CNC系統(tǒng)，從而可將故障定位在機(jī)床側(cè)或是在CNC系統(tǒng)。

　　報警指示燈顯示故障

　　現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的CNC系統(tǒng)內(nèi)部，除了上述的自診斷功能和狀態(tài)顯示等“軟件”報警外，還有許多“硬件”報警指示燈，它們分布在電源、伺服驅(qū)動和輸入/輸出等裝置上，根據(jù)這些報警燈的指示可判斷故障的原因。

　　備板置換法

　　利用備用的電路板來替換有故障疑點的模板，是一種快速而簡便的判斷故障原因的方法，常用于CNC系統(tǒng)的功能模塊，如CRT模塊、存儲器模塊等。需要注意的是，備板置換前，應(yīng)檢查有關(guān)電路，以免由于短路而造成好板損壞，同時，還應(yīng)檢查試驗板上的選擇開關(guān)和跨接線是否與原模板一致，有些模板還要注意模板上電位器的調(diào)整。置換存儲器板后，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求，對存儲器進(jìn)行初始化操作，否則系統(tǒng)仍不能正常工作。

　　交換法

　　在數(shù)控機(jī)床中，常有功能相同的模塊或單元，將相同模塊或單元互相交換，觀察故障轉(zhuǎn)移的情況，就能快速確定故障的部位。這種方法常用于伺服進(jìn)給驅(qū)動裝置的故障檢查，也可用于CNC系統(tǒng)內(nèi)相同模塊的互換。

　　敲擊法

　　CNC系統(tǒng)由各種電路板組成，每塊電路板上會有很多焊點，任何虛焊或接觸不良都可能出現(xiàn)故障。用絕緣物輕輕敲打有故障疑點的電路板、接插件或電器元件時，若故障出現(xiàn)，則故障很可能就在敲擊的部位。

　　測量比較法

　　為檢測方便，模塊或單元上設(shè)有檢測端子，利用萬用表、示波器等儀器儀表，通過這些端子檢測到的電平或波形，將正常值與故障時的值相比較，可以分析出故障的原因及故障的所在位置。由于數(shù)控機(jī)床具有綜合性和復(fù)雜性的特點，引起故障的因素是多方面的。上述故障診斷方法有時要幾種同時應(yīng)用，對故障進(jìn)行綜合分析，快速診斷出故障的部位，從而排除故障。同時，有些故障現(xiàn)象是電氣方面的，但引起的原因是機(jī)械方面的；反之，也可能故障現(xiàn)象是機(jī)械方面的，但引起的原因是電氣方面的；或者二者兼而有之。因此，對它的故障診斷往往不能單純地歸因于電氣方面或機(jī)械方面，而必須加以綜合，全方位地進(jìn)行考慮。