浅谈金属切削机床发展概况

崔芙铭 王清源 刘金磊

摘 要：论述了金属切削机床的起源、现状和发展趋势，以及我国的机床行业向高精度、高柔性及高度自动化发展的进程。同时，对品种和规格繁多的金属切削机床的分类和编制型号进行了说明。

关键词：切削机床、数控机床

引言：金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，鉴于金属切削机床是制造机器的机器，所以又称之为“工作母机”或“工具机”，习惯上也称之为机床。

金属切削机床是加工机器零件的主要设备。它所担负的工作量，大约占机器总制造业工作总量的40%到60%。机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。因此，机床的技术水平以及发展状况是各国备受关注的对象之一。机床的发展水平一定程度上代表一个国家的工业生产水平，进一步决定了这个国家的发展水平。

机床作为“工具母机”这一属性决定了它在国民经济中的重要地位。机床工业为各种类型的机械制造厂提供了先进的制造技术与优质高效的机床设备，促进机械制造工业的生产能力和工业水平的提高。机械制造工业为工农、交通、运输、以及国防等各部门提供各种类型的机器、仪器和工具，可以说机械制造工业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务。

1.现代机床的起源和发展

金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来的。

最原始的机床是依靠双手的往复运动，在工件上钻孔。加工对象是木材。

当加工对象由木材逐渐过渡到金属时，各种形式的机床活动都要求增大动力。于是就逐渐出现了畜力、风力、水利等驱动的机床。

现代意义上，用于加工金属机械零件的机床， 是在18 世纪中叶才开始发展起来的。当时，欧美一些工业发达的国家开始了从工厂手工业向资本主义机器大工业生产方式的过渡，需要越来越多的各种机器，这就推动了机床的迅速发展。随着蒸汽机的问世，1770 年前后创制了镗削蒸汽机汽缸内孔用的镗床。1797 年发明了带有机动刀架的车床，开创了用机械代替人手控制刀具运动的先声，不仅解放了人的双手，并使机床的加工精度和功效产生了质的飞跃， 初步形成了现代机床的雏形，也就是金属切削机床的开始。继车床之后，随着机械制造业的发展，除通用机床外，其他各种机床也陆续被创造出来。到19 世纪末，车床、钻床、镗床、刨床、拉床、铣床、磨床、齿轮加工机床等基本类型的机床已先后形成。

近些年来，随着电子技术、计算机技术、信息技术以及激光技术等的发展并应用于及机床领域，使机床的发展进入了一个新时代。人只需将工作程序输入到计算机中，由计算机去操作机床。由计算机操作的机床，不仅可以代替人完成紧张繁杂重复的工作，而且不会出错。

不断提高劳动生产率和自动化程度是机床发展的基本方向。数控机床应运而生。近年来，数控机床已经成为机床技术发展的主流。由于数控加工技术综合应用了计算机、自动控制、精密检测等方面的技术成果，具有高柔性、高精度与高度自动化的特点。因此，采用数控加工手段， 解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件小批量， 特别是复杂型面零件加工的自动化问题。应用数控加工技术是机械制造业的一次技术革命， 使机械制造业的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的水平，为社会提供了高质量、多品种及高可靠性的机械产品。同时，改型方便，易于实现产品的更新换代，也是数控机床进入大量生产领域的重要原因。

机床发展到数控化阶段，不仅不需要人为机床提供动力，而且机床的操作也由机器完成了，人的工作只是完成编程加工程序和调整刀具等。只要为机床的自动加工准备好条件，然后则由计算机控制机床自动完成加工过程。

2.金属切削机床的分类和型号编制

2.1机床的分类

金屬切削机床的品种和规格众多。为了便于区别、使用和管理，须对机床加以分类和编制型号。

金属切削机床的传统分类分类方法，主要是按加工性质和所使用的刀具进行分类。根据我国制定的机床型号编制方法，目前将机床分为12大类：车床、铣床、刨床、磨床、螺纹加工机床、拉床、钻床、镗床、齿轮加工机床、特种加工机床、锯床、其他机床。

这是根据机床所具有的加工性能进行的分类。还可根据机床的应用范围以及自动化程度亦或是工作精度进行各种形式的划分。例如：普通机床、专门化机床、专用机床；手动、机动、半自动、自动；普通精度机床、精密机床、高精度机床；等。

随着机床的发展，其分类方法也将不断发展。现代机床正向数控化方向发展，数控机床的功能日趋多元化，工序更加集中。现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功能。例如，数控车床在卧式车床功能的基础上，又集中了转塔车床、仿形车床、自动车床等多种车床的功能；车削中心出现以后，在数控车床功能的基础上，又加人了钻、铣、镗等类机床的功能。又如，具有自动换刀功能的镗铣加工中心机床[习惯上称为“加工中心”（Machining center）]，集中了钻、镗、铣等多种类型机床的功能： 有的加工中心的主轴既能立式又能卧式，即集中了立式加工中心和卧式加工中心的功能。可见，机床数控化引起了机床传统分类方法的变化。这种变化主要表现在机床品种不是越分越细，而应是趋向综合。

2.2机床型号的编制

机床的型号是赋于每种机床的一个代号，用以简明地表示机床的类型、通用和结构特性，以及主要技术参数等。我国的机床型号，现在是按1985 年颁布的标准JB1838-85 《金属切削机床型号编制方法》编制的。此标准规定，机床型号由汉语拼音字母和数字按一定的规律组合而成，它适用于各类通用机床和专用机床（不包括组合机床）。

（1）机床类、组系的划分及其代号

机床的类别用汉语拼音大写字母表示。如“M”代表磨床。

机床的组别和类别代号用两位数字表示。每类机床按其结构性能及使用范围划分为10个组，用数字0 --9表示。每组机床又分若干个系（系列）。

（2）机床的特性代号

为表示机床的某种通用特性，在类别代号之后加上相应的特性代号。如“CK”代表数控车床。

（3）机床主参数、第二主参数和设计顺序号

机床主参数代表机床规格的大小，用折算值（主参数乘以折算系数）表示。

第二主参数一般是指主参数、最大跨距、最大工作长度、工作台工作面长度等等。第二主参数也用折算值表示。

（4）机床的重大改进顺序号

当机床的性能及结构布局有重大改进，并按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原机床型号的尾部，加重大改进顺序号A、B、C等，以便于和原机床有所区别。

（5）同一型号机床的变型代号

某些机床，根据不同的加工需要，在基本型号机床的基础上仅改变机床的部分性能结构时，则在基础型号之后加1、2、3等变型代号。

目前所使用的机床型号的编制方法过于细化，。由前述可知，机床数控化以后，其功能日趋多样化，一台数控车床同时具有多种组别和系别的车床功能。这样，很难按照当前的分类方法把它归为具体的哪个组别、系别。这就为车窗的分类带来了困难。

结语：我国的机床工业已经取得了很大的成就，但与世界先进水平相比，还有很大的差距。国内的产品质量与可靠性也不够稳定，特别是先进数控系统的开发和科研还需作进一步的努力。因此，我国的机床工业面临着光荣而艰巨的任务，必须发奋图强，努力工作，不断扩大技术队伍和提高人员的技术素质，学习和引进国外的先进科学技术，大力开展科学研究，以便早日赶上世界先进水平。

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