車床的發(fā)展歷史十分悠久,經(jīng)歷了多個階段的演變,主要包括以下幾個時期:
1. 古代車床雛形時期
古埃及和中國的早期車床形式:早在古埃及時代,人們就發(fā)明了將木材繞著其中心軸旋轉(zhuǎn)時用刀具進(jìn)行車削的技術(shù)。最初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,并手持刀具進(jìn)行切削。這種古老的方法逐漸演化,發(fā)展成把繩子繞在滑輪上,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”。在中國古代也有類似的簡易加工工具用于旋轉(zhuǎn)切削。
2. 中世紀(jì)腳踏車床時期
歐洲的腳踏車床:到了中世紀(jì)的歐洲,出現(xiàn)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”,也被稱為彈性桿棒車床。不過除了刀具是金屬外,操作原理與之前的車床雛形類似。
中國的磨床形式:同一時期的中國,出現(xiàn)了類似車床的磨床。明代《天工開物》中記載了磨床的結(jié)構(gòu),其通過腳踏的方法使金屬盤旋轉(zhuǎn),配合沙子和水來加工玉石,與歐洲的腳踏車床采用了相同的原理,但在加工方式和用途上有所不同。
3. 近代車床發(fā)展時期
具有現(xiàn)代特征的車床出現(xiàn):16 世紀(jì)中葉,法國設(shè)計師貝松設(shè)計出了一種通過螺絲桿使刀具滑動來加工螺絲的車床,已經(jīng)具備了一些現(xiàn)代機(jī)床的樣子,但可惜這種車床并沒有得到推廣使用。
莫茲利的貢獻(xiàn):1797 年,英國的亨利·莫茲利制成了第一臺螺紋切削車床,它帶有絲桿和光桿,采用滑動刀架,可車削不同螺距的螺紋。此后,莫茲利又不斷對車床加以改進(jìn)。1800 年,他用堅(jiān)實(shí)的鑄鐵床身代替了三角鐵棒機(jī)架,用惰輪配合交換齒輪對,代替了更換不同螺距的絲杠來車削不同螺距的螺紋。這是現(xiàn)代車床的原型,具有劃時代的意義,莫茲利也因此被稱作“機(jī)床工業(yè)之父”。
4. 工業(yè)革命后的快速發(fā)展時期
多種類型車床的發(fā)明:19 世紀(jì),在工業(yè)革命的推動下,車床迎來了快速發(fā)展。1817 年,英國人羅伯茨發(fā)明了龍門車床;1845 年,美國的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔式六角車床;1873 年,美國的斯潘塞制成單軸自動車床,不久后又制成三軸自動車床。
動力和驅(qū)動方式的改進(jìn):進(jìn)入 20 世紀(jì),隨著高速工具鋼的發(fā)明和電動機(jī)的應(yīng)用,機(jī)床由蒸汽動力升級到了電動機(jī)驅(qū)動,車床的性能和加工效率得到了進(jìn)一步提升。
5. 現(xiàn)代數(shù)控車床時期
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用:20 世紀(jì) 50 年代,數(shù)控技術(shù)開始應(yīng)用于車床。1952 年,在美國空軍的委托和贊助下,發(fā)明家帕森斯與麻省理工合作制成了第一臺電子管數(shù)控機(jī)床樣機(jī),成功解決了復(fù)雜零件自動化加工難題,現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床開始發(fā)展。此后,數(shù)控車床不斷改進(jìn)和完善,逐漸成為現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的重要設(shè)備。
如今,車床仍然在不斷發(fā)展和創(chuàng)新,在加工精度、自動化程度、多功能復(fù)合等方面不斷取得新的突破,為制造業(yè)的發(fā)展提供了重要的支持。