世界上第一台真正意义上的钻床是一个名叫约瑟夫·惠特沃斯的英国人发明的。他在1862年的伦敦第二届工业博览会上展出了他发明的第一台钻床。这台由机械驱动钻头旋转,铸铁底盘的钻床便成了近代钻床的雏形。在那以后便开始出现各种样式的钻床,包括深孔钻、摇臂钻、多孔钻以及一些特殊用途的钻床等。再之后开始有人在原有钻床基础上增加机械进给装置,以减少人们的劳动强度。但还是需要人工参与装夹与下料。现在自动钻床已经可以实现完全自动化,钻床自动上料、装夹与卸料,甚至零件的自动装箱,这更大程度上解放了劳动力。
世界上第一台丝杠、光杠、进给刀架和导轨的车床
1797年英国的莫兹利发明带有丝杠、光杠、进给刀架和导轨的车床。
1797年,英国机械发明家莫兹利创制了用丝杠传动刀架的现代车床,并于1800年采用交换齿轮,可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。
1774年,英国人约翰·威尔金森发明了较精密的炮筒镗床。次年,他用这台炮筒镗床镗出的汽缸,满足了瓦特蒸汽机的要求。为了镗制更大的汽缸,他又于1775年制造了一台水轮驱动的汽缸镗床,促进了蒸汽机的发展。从此,机床开始用蒸汽机通过曲轴驱动。
1797年,英国人莫兹利创制成的车床由丝杠传动刀架,能实现机动进给和车削螺纹,这是机床结构的一次重大变革。莫兹利也因此被称为“英国机床工业之父”。
19世纪,由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的推动,各种类型的机床相继出现。
1817年,英国人罗伯茨创制龙门刨床。罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速。
1818年美国人惠特尼(全名叫伊莱·惠特尼)制成卧式铣床;
1820年前后,英国的怀特制成第一台既能加工圆柱齿轮、又能加工圆锥齿轮的机床。
1835和1897年,英国又先后发明滚齿机和插齿机。
十九世纪最优秀的机械技师应数惠特沃斯(全名约瑟夫·惠特沃斯),他于1834年制成了测长机,该测长机可以测量出长度误差万分之一英寸左右。这种测长机的原理和千分尺相同,通过转动分度板可以进出的螺纹夹持住工件,使用滑尺读出分度板上的分度。
1835年,惠特沃斯在他32岁时发明滚齿机。除此以外,惠特沃斯还设计了测量圆筒的内圆和外圆的塞规和环规。建议全部的机床生产业者都采用同一尺寸的标准螺纹。后来,英国的制定工业标准协会接受了这一建议,从那以后直到今日,这种螺纹作为标准螺纹被各国所使用。
五、日本机床
日本是世界首屈一指的机床强国,日本的机床技术在全世界几乎难有敌手,其著名是马扎克、发那科、大隈、天田等品牌都是机床行业的佼佼者。日本是继美国、德国之后,世界上第三个建立机床工业、实现工业化的国家。1889年,日本开始生产第一台机床。日本的机床工业已经是世界顶尖水平,拥有有多家顶尖的机床制造商,像山崎马扎克(MAZAK)、天田制作所、大隈机床等等。这些机床制造商掌握着世界顶尖的机床发明和技术。
日本除了拥有多家制造商外,这些制造商在不同的领域有着不同的特点,异质性强,让日本在制造业领域,有极大的可能实现“垄断”。
比如大名鼎鼎的山崎马扎克的特点是,高速度、高精度;天田制造所的特点是机械结构合理,能够高效无公害运行、具有仿真自动化的先进技术能给用户提供最简化的加工保障;大隈机床的特点是特点是,刚性好、切削效率高、精度高、寿命长、操作方便,实现了机电一体化等等,可以满足不同的工种进行加工。
全球超精密加工领域中精度最高的母机来自就是日本。日本捷太科特Jtket的AHN15-3D自由曲面金刚石加工机,此设备主要用来对各种光学镜头和蓝光镜片模具进行超精密车削及研磨。
世界机床生产量及出口量排名第一
全球自1958年研制出第一台数控机床以来,日本政府长期通过规划和法规鼓励科研机构和企业大力发展数控机床,并提供充足的研发经费。通过在机床部件配套方面学习德国,在数控技术和数控系统的开发研究方面学习美国,日本取得很大成效。1978年至今,日本数控机床的产量、出口量一直居世界首位。
世界第一大龙门加工中心生产商
世界领先企业日本第一大机床生产商世界第一大龙门加工中心生产商日本大隈株式会社。是日本及世界上最大的数控机床制造厂之一,至今已有100多年历史,生产各种数控车床、车削中心、立式、卧式、龙门式(五面体)加工中心、数控磨床等,年产量超过7000余台(2006年度的销售额为1700亿日元,约15亿美元),其中50%左右供出口,其产品以刚性好、切削效率高、精度高、寿命长、操作方便而着称于世,深得世界各地用户好评。
日本大隈公司不仅是世界上有名的数控机床制造厂,而且早在六十年代已开始研制大隈自己的数控系统―OSP数控装置。OSP系统不仅系统先进、稳定可靠、且功能实用、操作方便,完全与机床融为一体,真正达到了机电一体化。
六、瑞士机床
世界机床人均出口额第一
如果说到全球机床强国,很多人都会想到德国及日本,但是却往往忽略了瑞士,事实上,瑞士的机床拥有非常强的实力。事实上,根据统计数据,瑞士在过去30年中,机床人均出口额稳居世界第一,并且在全球有150多个国家都长期使用瑞士机床。
世界机床精度第一
瑞士的许多高精度车床、磨床、齿轮机床、电加工机床、加工中心、小型组合机床、刀具磨床等,使得瑞士机床在全球领域其加工精度是最高的,特别是精度保持性都在二十年以上。比如瑞士豪塞公司(Hanser)的坐标磨床,定位精度2μm,七轴最高转速22万r/min;瑞士莱斯豪尔公司(Reischaner)的蜗杆砂轮磨齿机,加工精度可达3-4级,在世界上处于领先水平。值得一提的是,瑞士机床设计精巧,布局新颖,结构巧妙,工艺先进,达到高精度、高效率、高度自动化。
世界机床价格第一
瑞士机床、特别是那些精密机床,非常受全球各国的青睐,据有关数据显示:2020年我们从瑞士进口了305台数控机床,尽管这些只是占总进口额的3.9%,但是瑞士机床广泛应用在国内的航空航天、军工制造等关键领域,并且这些机床还特别贵,一台高端机床均价超过51万美元,折合人民币330万元。如果论斤两出售机床,瑞士机床每公斤的价格是日本机床的2.8 倍、美国机床的3.2倍,是中国大陆出口机床的10倍。尽管瑞士机床价格之高“世界第一”,但其机床却是国际市场上的抢手货。
世界第一台6主轴/8主轴的机床
瑞士的托纳斯非常牛,是全球第一家为瑞士机械表加工表芯和制造精密零部件的企业。值得一提的是,1959年生产出世界第一台6主轴/8主轴的机床,可一次装夹一次加工完成,那时候的机床还是纯机械凸轮驱动的多主轴机床。从自动化的角度来看,单主轴的加工效率比较低,多主轴的可以八个方向同时加工,因此效率很高。
附全球主要机床厂家:
世界主要的数控机床和加工中心品牌:
1)欧美机床:吉 特 曼 (Gildemeister ) 、辛辛那提 (Cincinnati)、菲 迪 亚 (Fidia) 、哈挺机床 (Hardinge ) 、 米 克 朗 (Micron) 、吉 丁 斯 (Giddings)、法道机床 (Fadal) 、哈 莫 尔 (Hermle) 皮 特 勒 (Pittler) 、格 里 森 (Gleason)、蒂森集团 (Thyssen) 、
曼 德 里 (Mandelli) 、萨 趣 曼 (Sachman) 、
桥堡机床 (Bridgeport)、赫勒海尔(Hueller-Hille) 、斯达拉特 (Starrag) 、海 科 特 (Heckert) 、爱 马 克 (Emag )、米超力 (Milltronics)、哈斯机床 (Hass)、斯鹊吉堡 (Strojimport) 、斯 宾 纳 (Spinner)、
帕 拍 斯 (Parpas)
2)日本韩国机床:日本牧野 (Makino) 、马 扎 克 (Mazak ) 、澳 科 玛 (OKUMA )、新泻铁工 (NIGATA) 、新日本工机 (SNK) 、光阳机械工业 (KOYO)、现代重工(Hyunday) 、大宇机床 (Deawoo)、森 精 机 (MORI SEIKI)、迈 科 群 (Mectron)。
3)中国机床(包括中国台港地区):桂林机床、云南机床 、北京第二机床厂、北京第三机床厂、天津第一机床厂 、沈阳第一机床厂 、济南第一机床厂、 青海第一机床厂、常州机床总厂 、纵横国际(原南通机床) 、大河机床厂 、宝鸡机床厂、桂林第二机床厂、万佳机床工具有限公司、天津德联机床服务有限公司。
协鸿工业 (Hardford)、杨铁机床 (Yang Icon)、 丽伟机床 (Leadwell)、台中精机 、 缔 克 曼 (Dick Lyons) 、友嘉机床 (Feeler) 、成合铁工 (Chen Ho)、绮发机床 (Chi Fa) 、鸿馨精机 (Hunghsin)、乔福机床 (Johnford)、高锋工业 (Kaofong) 、东台精机 (Tong-Tai)、 高锋工业 (Kaofong)、欧马科技 (OUMA) 、永进机床 (Yeongchin)、 亚威机电 (AWEA)、高明精机 (Kaoming) 、佳铁机械 、力丰 (Leeport)、宝力机械 (Protechnic) 。
全球国内外主流品牌
国外品牌:
瑞士米克朗(钟表设备)、瑞士宝美(钟表设备)、瑞士威力铭(钟表设备)、瑞士斯特拉格、瑞士利吉特、德国哈默、德国奥美特、德国巨浪等品牌,属于加工中心领域的超一流选手。
德国DMG、德国斯宾纳、德国斯塔玛、日本森精机、日本大偎、
日本马扎克、日本牧野、日本丰田工机、美国MAG、美国哈挺乔堡、意大利菲迪亚、西班牙达诺巴特等多位选手。
国内品牌:
北一、北京机电院、南通科技、新瑞、纽威、日发、海天、大金、台
湾丽驰、中国台湾地区大侨、大立、友佳、丽伟、艾格玛、绮发等品牌,
沈阳、宝鸡、云南、大连、长征、汉川、宁江、凯达、联强(新浙)、
青海一机、鲁南、杭机、宝佳、皖南、捷甬达、永华、迪莱姆、大天、嘉泰、隆盛等品牌的加工中心。海滕、百事特、一鸣、大森、鼎亚、海特、力创、鼎泰、中博等小品牌、凯恩帝、广州数控系统,三菱M70和FANUC 0I-MATE MD。