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车床的发展史

2015-3-18 19:06| 编辑:电工学习网| 查看: 7879| 评论: 0

车床的发展大致可区分成四个阶段,雏型期,基本架构期、独立动力期与数值控制期,底下将针对其发展的过程加以介绍。
车床的诞生不是发明出来的,而是逐渐演进而成,早在四千年前就记载有人利用简单的拉弓原理完成钻孔 的工作,这是有记录最早的工具机,即使到目前仍可发现 以人力做为驱动力的手工钻床,之后车床衍生而出,并被 用于木材的车削与钻孔,英文中车床的名称 Lathe(Lath 是 木板的意思 ) 就是由此而来,经过数百年的演进,车床的 进展很慢,木质的床身,速度慢且扭力低,除了用在木工 外,并不适合做金属切削,直到工业革命前。这段期间可 称为车床的雏型期。 ( 如左图 )

 18 世纪开始的工业革命,象征着以工匠主导的农业社会结束,取而代之的是强调大量生产的工业社会, 由于 各种金属制品被大量使用,为了满足金属另件的加工,车床成了关键性设备, 18 世纪初车床的床身已是 金属制,结构强度变大更适合做金属切削,但因结构简单, 只能做车削与螺旋方面的加工,到了 19 世纪才有完全以铁制 零件组合完成的车床,再加上诸如螺杆等传动机构的导入, 一部具有基本功能的车床总算开发出来。但因动力只能靠人 力、兽力或水力带动,仍无法满足需求,只能算是刚完成基 本架构的建构。 ( 如右图 ) 


瓦特发明了蒸气机,使得车床可藉由蒸气产生动力用来驱动车床运 转,此时 车床的动力是集中一处,再藉由皮带与齿轮的传递分散到工厂各处的车床, 20 世纪初拥有独立动力源的动力车床 (Engine Lathe) 终于被开发 ( 见图三 ) ,也将车床带到新的领域。此期间拜福特公司大量生产汽车所赐,许多汽车零件必须以车床加工,为了确保零件供应充足,供货商必须大量采购车床才能应付所需,即使到今天车床的发展仍受到汽车产业的荣枯所左右。


20 世纪中,计算机被发明,不久计算机即被应用在工具机上,数值控制车床逐渐取代传统车床成为工厂 利器 ,生产效率倍增,零件加工精度更是大幅提升,且随着计算机软、硬件日趋进步与成熟,许多以往视为 无法加工的技术一一被克服, CNC 化工具机的比率成了国家现代化 的重要指标。 ( 如左图 )
从历史的角度来看促使车床发展除了 18 世纪工业革命与 20 世 纪汽车业兴起是主因外,另一项主因是切削刀具的进步,早期使用 的切削刀具材质是碳钢,切削速度只能限制在 20m/min 以下,而且 加工精度不佳,之后刀具材质采用合金钢,仍至今日的陶瓷刀具, 切削速度更提升到 1000m/min 以上,于是车床转速愈来愈高,进给 速度也愈来愈快,而且加工精度也从百年前的 1mm 大幅提0.001mm ,进步之快除了刀具的改良与技术的提升,当然有数值控制的配合也是最大的功臣。

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