淺談金屬切削機床發展概況

崔芙銘 王清源 劉金磊

摘 要：論述了金屬切削機床的起源、現狀和發展趨勢，以及我國的機床行業向高精度、高柔性及高度自動化發展的進程。同時，對品種和規格繁多的金屬切削機床的分類和編制型號進行了說明。

關鍵詞：切削機床、數控機床

引言：金屬切削機床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器，鑒于金屬切削機床是制造機器的機器，所以又稱之為“工作母機”或“工具機”，習慣上也稱之為機床。

金屬切削機床是加工機器零件的主要設備。它所擔負的工作量，大約占機器總制造業工作總量的40%到60%。機床的技術水平直接影響機械制造工業的產品質量和勞動生產率。因此，機床的技術水平以及發展狀況是各國備受關注的對象之一。機床的發展水平一定程度上代表一個國家的工業生產水平，進一步決定了這個國家的發展水平。

機床作為“工具母機”這一屬性決定了它在國民經濟中的重要地位。機床工業為各種類型的機械制造廠提供了先進的制造技術與優質高效的機床設備，促進機械制造工業的生產能力和工業水平的提高。機械制造工業為工農、交通、運輸、以及國防等各部門提供各種類型的機器、儀器和工具，可以說機械制造工業肩負著為國民經濟各部門提供現代化技術裝備的任務。

1.現代機床的起源和發展

金屬切削機床是人類在改造自然的長期生產實踐中，不斷改進生產工具的基礎上產生和發展起來的。

最原始的機床是依靠雙手的往復運動，在工件上鉆孔。加工對象是木材。

當加工對象由木材逐漸過渡到金屬時，各種形式的機床活動都要求增大動力。于是就逐漸出現了畜力、風力、水利等驅動的機床。

現代意義上，用于加工金屬機械零件的機床， 是在18 世紀中葉才開始發展起來的。當時，歐美一些工業發達的國家開始了從工廠手工業向資本主義機器大工業生產方式的過渡，需要越來越多的各種機器，這就推動了機床的迅速發展。隨著蒸汽機的問世，1770 年前后創制了鏜削蒸汽機汽缸內孔用的鏜床。1797 年發明了帶有機動刀架的車床，開創了用機械代替人手控制刀具運動的先聲，不僅解放了人的雙手，并使機床的加工精度和功效產生了質的飛躍， 初步形成了現代機床的雛形，也就是金屬切削機床的開始。繼車床之后，隨著機械制造業的發展，除通用機床外，其他各種機床也陸續被創造出來。到19 世紀末，車床、鉆床、鏜床、刨床、拉床、銑床、磨床、齒輪加工機床等基本類型的機床已先后形成。

近些年來，隨著電子技術、計算機技術、信息技術以及激光技術等的發展并應用于及機床領域，使機床的發展進入了一個新時代。人只需將工作程序輸入到計算機中，由計算機去操作機床。由計算機操作的機床，不僅可以代替人完成緊張繁雜重復的工作，而且不會出錯。

不斷提高勞動生產率和自動化程度是機床發展的基本方向。數控機床應運而生。近年來，數控機床已經成為機床技術發展的主流。由于數控加工技術綜合應用了計算機、自動控制、精密檢測等方面的技術成果，具有高柔性、高精度與高度自動化的特點。因此，采用數控加工手段， 解決了機械制造中常規加工技術難以解決甚至無法解決的單件小批量， 特別是復雜型面零件加工的自動化問題。應用數控加工技術是機械制造業的一次技術革命， 使機械制造業的發展進入了一個新的階段，提高了機械制造業的水平，為社會提供了高質量、多品種及高可靠性的機械產品。同時，改型方便，易于實現產品的更新換代，也是數控機床進入大量生產領域的重要原因。

機床發展到數控化階段，不僅不需要人為機床提供動力，而且機床的操作也由機器完成了，人的工作只是完成編程加工程序和調整刀具等。只要為機床的自動加工準備好條件，然后則由計算機控制機床自動完成加工過程。

2.金屬切削機床的分類和型號編制

2.1機床的分類

金屬切削機床的品種和規格眾多。為了便于區別、使用和管理，須對機床加以分類和編制型號。

金屬切削機床的傳統分類分類方法，主要是按加工性質和所使用的刀具進行分類。根據我國制定的機床型號編制方法，目前將機床分為12大類：車床、銑床、刨床、磨床、螺紋加工機床、拉床、鉆床、鏜床、齒輪加工機床、特種加工機床、鋸床、其他機床。

這是根據機床所具有的加工性能進行的分類。還可根據機床的應用范圍以及自動化程度亦或是工作精度進行各種形式的劃分。例如：普通機床、專門化機床、專用機床；手動、機動、半自動、自動；普通精度機床、精密機床、高精度機床；等。

隨著機床的發展，其分類方法也將不斷發展?，F代機床正向數控化方向發展，數控機床的功能日趨多元化，工序更加集中。現在一臺數控機床集中了越來越多的傳統機床的功能。例如，數控車床在臥式車床功能的基礎上，又集中了轉塔車床、仿形車床、自動車床等多種車床的功能；車削中心出現以后，在數控車床功能的基礎上，又加人了鉆、銑、鏜等類機床的功能。又如，具有自動換刀功能的鏜銑加工中心機床[習慣上稱為“加工中心”（Machining center）]，集中了鉆、鏜、銑等多種類型機床的功能： 有的加工中心的主軸既能立式又能臥式，即集中了立式加工中心和臥式加工中心的功能?？梢?，機床數控化引起了機床傳統分類方法的變化。這種變化主要表現在機床品種不是越分越細，而應是趨向綜合。

2.2機床型號的編制

機床的型號是賦于每種機床的一個代號，用以簡明地表示機床的類型、通用和結構特性，以及主要技術參數等。我國的機床型號，現在是按1985 年頒布的標準JB1838-85 《金屬切削機床型號編制方法》編制的。此標準規定，機床型號由漢語拼音字母和數字按一定的規律組合而成，它適用于各類通用機床和專用機床（不包括組合機床）。

（1）機床類、組系的劃分及其代號

機床的類別用漢語拼音大寫字母表示。如“M”代表磨床。

機床的組別和類別代號用兩位數字表示。每類機床按其結構性能及使用范圍劃分為10個組，用數字0 --9表示。每組機床又分若干個系（系列）。

（2）機床的特性代號

為表示機床的某種通用特性，在類別代號之后加上相應的特性代號。如“CK”代表數控車床。

（3）機床主參數、第二主參數和設計順序號

機床主參數代表機床規格的大小，用折算值（主參數乘以折算系數）表示。

第二主參數一般是指主參數、最大跨距、最大工作長度、工作臺工作面長度等等。第二主參數也用折算值表示。

（4）機床的重大改進順序號

當機床的性能及結構布局有重大改進，并按新產品重新設計、試制和鑒定時，在原機床型號的尾部，加重大改進順序號A、B、C等，以便于和原機床有所區別。

（5）同一型號機床的變型代號

某些機床，根據不同的加工需要，在基本型號機床的基礎上僅改變機床的部分性能結構時，則在基礎型號之后加1、2、3等變型代號。

目前所使用的機床型號的編制方法過于細化，。由前述可知，機床數控化以后，其功能日趨多樣化，一臺數控車床同時具有多種組別和系別的車床功能。這樣，很難按照當前的分類方法把它歸為具體的哪個組別、系別。這就為車窗的分類帶來了困難。

結語：我國的機床工業已經取得了很大的成就，但與世界先進水平相比，還有很大的差距。國內的產品質量與可靠性也不夠穩定，特別是先進數控系統的開發和科研還需作進一步的努力。因此，我國的機床工業面臨著光榮而艱巨的任務，必須發奮圖強，努力工作，不斷擴大技術隊伍和提高人員的技術素質，學習和引進國外的先進科學技術，大力開展科學研究，以便早日趕上世界先進水平。

參考文獻：

[1]王小玲. 淺談金屬切削機床的發展[M]. 機械管理開發.2009.10.

[2]吳拓. 金屬切削加工及設備[M]. 機械工業出版社.2007.02.

[3]田春霞. 數控加工技術[M]. 機械工業出版社.2006.01.

[4]金機. 5月我國金屬切削機床產量創歷史新高 [N].中國工業報.2014.07.

[5]胡啟林. 國內金屬切削機床行業發展形勢轉變 [N]. 中國工業報.2014.03.

[6]陳闖. 金屬切削機床的智能化技術應用現狀與發展趨勢 [N]. 航空制造技術.2014.11.

[7]金屬切削機床領域采用國際標準情況匯總表 [N]. 制造技術與機床.2013.07.

[8]李祥文.我國金屬切削機床行業標準化工作現狀、存在的問題及其發展戰略[J].機械工業標準化與質量。2008.06.