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车镗铣刨磨钻等机床的历史故事

铣床

　　19世纪，英国人为了蒸汽机等工业革命的需要发明了镗床、刨床，而美国人为了生产大量的，则专心致志于铣床的发明。铣床是一种带有形状各异铣刀的机器，它可以切削出特殊形状的工件，如螺旋槽、齿轮形等。

　　早在1664年，英国科学家胡克就依靠旋转圆形刀具制造出了一种用于切削的机器，这可算是原始的铣床了，但那时社会对此没有做出热情的反响。在十九世纪四十年代，普拉特设计了所谓林肯铣床。当然，真正确立铣床在机器制造中地位的，要算美国人惠特尼了。

　　1、一台普通铣床（惠特尼，1818年）1818年，惠特尼制造了世界上一台普通铣床，但是，铣床的专利却是英国的博德默（带有送刀装置的龙门刨床的发明者）于1839年捷足先“得”的。由于铣床造价太高，所以当时问津者不多。

　　2、一台***铣床（布朗，1862年）铣床沉默一段时间后，又在美国活跃起来。相比之下，惠特尼和普拉特还只能说是为铣床的发明应用做了奠基性的工作，真正发明能适用于工厂各种操作的铣床的功绩应该归属美国工程师约瑟夫·布朗。

　　1862年，美国的布朗制造出了世界上早的***铣床，这种铣床在备有万有分度盘和综合铣刀方面是划时代的创举。***铣床的工作台能在水平方向旋转一定的角度，并带有立铣头等附件。他设计的“***铣床”在1867年巴黎博览会上展出时，获得了极大的成功。龙门加工中心主传动系统和滑枕结构优化设计寻找高比强度、高比刚度、密度低、抗的疲劳性能和减振性能好的材料来取代钢材，一直是传动轴类机械零件的发展趋势。同时，布朗还设计了一种经过研磨也不会变形的成形铣刀，接着还制造了磨铣刀的研磨机，使铣床达到了现在这样的水平。

龙门加工中心主传动系统和滑枕结构优化设计

滑枕主传动优化设计

　　（1）滑枕主传动结构优化改进。如前所述，主轴伺服电动机通过ZF减速箱连接到传动轴，将动力传递给主轴头，传动轴主要是用来将动力源的动力传递给执行机构的，一般都是用钢质材料制成，在中小型机床中能够较好地运行。然而重型机床传动轴的长度和直径一般都比较大，且对扭矩传递能力、抗弯能力、旋转精度以及所能承受的高转速均有较高要求。一般情况下，在传动轴长度超过1m时，考虑到传动轴因临界转速过低，可能在常用转速区出现共振，常将其分成两段，但两段轴又会带来结构复杂、质量增加、产生噪声和振动并使滑枕内腔轴承孔增多而使得滑枕加工、装配工艺性差等问题。2、双输出铣头—该铣头采用双向输出，且双向的同心精度、垂直精度较佳，可以很好地解决使用者在需求高精度时手动转角度、打表校正的麻烦，避免重复误差，提高生产加工效率和精度。主传动系统设计要克服传统设计中存在的问题，首当其冲的是将制约滑枕结构的传动轴结构形式进行设计更改。

龙门加工中心主传动系统和滑枕结构优化设计机床原滑枕主传动设计及分析

　　滑枕主传动部件是影响龙门五面加工中心整机切削性能、强度、刚性和热平衡的关键部件。滑枕是主传动部件的关键零件，其结构与工艺性将直接影响主传动部件的性能，其作用是把主轴电机和主轴连接起来并作Z向进给运动，在机床加工过程中，滑枕既要承担自身的质量，还要承受主电机及减速箱的质量，为了实现机床快速平稳地运动，滑枕必须保持很好的动态特性。将机床起落导轨与铣头结合处擦净，将铣头用压板通过铣头与机床斜面紧固在机床上。

　　（1）原滑枕主传动设计及工艺性分析。如图2所示为龙门加工中心原滑枕主传动系统。为了完成这一加工难题,我们参照日方有关资料,决定设计普通车床用油沟铣头。主轴伺服电动机1与方滑枕镗铣头主传动ZF减速箱2组配，ZF减速箱与滑枕采用分离式设计结构，ZF减速箱置于滑枕顶端，通过两根传动轴5、9和中间花键轴套7及联轴器3、11将ZF减速箱的动力传递给立卧镗铣头主轴12，驱动刀具完成切削运动。

　　由图2可见，两传动轴5与9必须通过4、6、8、10共4组轴承支撑，滑枕零件传动轴孔多为深轴孔，加工精度特别是平行度、孔距和孔径较难保证，易造成传动链松垮，减弱传动刚性，增大切削噪声。此外，长轴孔不易装配，装配质量稳定性、可靠性不高，影响传动刚性。1、单输出铣头—该类型的铣头较为常见，刚性较佳，可广泛应用于各类使用场合。