一、機床的定義

機床是對金屬或其他材料的坯料或工件進行加工，使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的機器。

機械產(chǎn)品的零件通常都是用機床加工出來的。機床是制造機器的機器，也是能制造機床本身的機器，這是機床區(qū)別于其他機器的主要特點，故機床又稱為工作母機或工具機。

二、機床的分類   

金屬切削機床，主要用于對金屬進行切削加工；

木工機床，用于對木材進行切削加工；

特種加工機床，用物理、化學(xué)等方法對工件進行特種加工；

鍛壓機械。狹義的機床僅指使用的最廣泛、數(shù)量最多的金屬切削機床。

1、金屬切削機床可按不同的分類方法劃分為多種類型。

1.1按加工方式或加工對象可分為車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、花鍵加工機床、銑床、刨床、插床、拉床、特種加工機床、鋸床和刻線機等。每類中又按其結(jié)構(gòu)或加工對象分為若干組，每組中又分為若干型。

1.2按工件大小和機床重量可分為儀表機床、中小型機床、大型機床、重型機床和超重型機床；

1.3按加工精度可分為普通精度機床、精密機床和高精度機床；

1.4按自動化程度可分為手動操作機床、半自動機床和自動機床；

1.5按機床的自動控制方式，可分為仿形機床、程序控制機床、數(shù)字控制機床、適應(yīng)控制機床、加工中心和柔性制造系統(tǒng)；

1.6按機床的適用范圍，又可分為通用、專門化和專用機床。

1.7專用機床中有一種以標(biāo)準(zhǔn)的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量按工件特定形狀或加工工藝設(shè)計的專用部件組成的自動或半自動機床，稱為組合機床。

1.8 對一種或幾種零件的加工，按工序先后安排一系列機床，并配以自動上下料裝置和機床與機床間的工件自動傳遞裝置，這樣組成的一列機床群稱為切削加工自動生產(chǎn)線。

1.9柔性制造系統(tǒng)是由一組數(shù)字控制機床和其他自動化工藝裝備組成的，用電子計算機控制，可自動地加工有不同工序的工件，能適應(yīng)多品種生產(chǎn)。

機床是機械工業(yè)的基本生產(chǎn)設(shè)備，它的品種、質(zhì)量和加工效率直接影響著其他機械產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟效益。因此，機床工業(yè)的現(xiàn)代化水平和規(guī)模，以及所擁有機床的數(shù)量和質(zhì)量是一個國家工業(yè)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志之一。

三、機床的發(fā)展簡史

公元前二千多年出現(xiàn)的樹木車床是機床最早的雛形。工作時，腳踏繩索下端的套圈，利用樹枝的彈性使工件由繩索帶動旋轉(zhuǎn)，手拿貝殼或石片等作為刀具，沿板條移動工具切削工件。中世紀(jì)的彈性桿棒車床運用的仍是這一原理。

十五世紀(jì)由于制造鐘表和武器的需要，出現(xiàn)了鐘表匠用的螺紋車床和齒輪加工機床，以及水力驅(qū)動的炮筒鏜床。1500年左右，意大利人列奧納多?達(dá)芬奇曾繪制過車床、鏜床、螺紋加工機床和內(nèi)圓磨床的構(gòu)想草圖，其中已有曲柄、飛輪、項尖和軸承等新機構(gòu)。中國明朝出版的《天工開物》中也載有磨床的結(jié)構(gòu)，用腳踏的方法使鐵盤旋轉(zhuǎn)，加上沙子和水剖切玉石。

十八世紀(jì)的工業(yè)革命推動了機床的發(fā)展。1774年，英國人威爾金森發(fā)明了較精密的炮筒鏜床。次年，他用這臺炮筒鏜床鏜出的汽缸，滿足了瓦特蒸汽機的要求。為了鏜制更大的汽缸，他又于1776年制造了一臺水輪驅(qū)動的汽缸鏜床，促進了蒸汽機的發(fā)展。從此，機床開始用蒸汽機通過天軸驅(qū)動。

1797年，英國人莫茲利創(chuàng)制成的車床由絲杠傳動刀架，能實現(xiàn)機動進給和車削螺紋，這是機床結(jié)構(gòu)的一次重大變革。莫茲利也因此被稱為“英國機床工業(yè)之父”。

19世紀(jì)，由于紡織、動力、交通運輸機械和軍火生產(chǎn)的推動，各種類型的機床相繼出現(xiàn)。1817年，英國人羅伯茨創(chuàng)制龍門刨床；1818年美國人惠特尼制成臥式銑床；1876年，美國制成萬能外圓磨床；1835和1897年又先后發(fā)明滾齒機和插齒機。

隨著電動機的發(fā)明，機床開始先采用電動機集中驅(qū)動，后又廣泛使用單獨電動機驅(qū)動。二十世紀(jì)初，為了加工精度更高的工件、夾具和螺紋加工工具，相繼創(chuàng)制出坐標(biāo)鏜床和螺紋磨床。同時為了適應(yīng)汽車和軸承等工業(yè)大量生產(chǎn)的需要，又研制出各種自動機床、仿形機床、組合機床和自動生產(chǎn)線。 

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，美國于1952年研制成第一臺數(shù)字控制機床；1958年研制成能自動更換刀具，以進行多工序加工的加工中心。從此，隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使機床在驅(qū)動方式、控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)功能等方面都發(fā)生顯著的變革。

四、機床的工作    

機床的切削加工是由刀具與工件之間的相對運動來實現(xiàn)的，其運動可分為表面形成運動和輔助運動兩類。  

表面形成運動是使工件獲得所要求的表面形狀和尺寸的運動，它包括主運動、進給運動和切入運動。主運動是從工件毛坯上剝離多余材料時起主要作用的運動，它可以是工件的旋轉(zhuǎn)運動(如車削)、直線運動(如在龍門刨床上刨削)，也可以是刀具的旋轉(zhuǎn)運動(如銑削和鉆削)或直線運動(如插削和拉削)；進給運動是刀具和工件待加工部分相向移動，使切削得以繼續(xù)進行的運動，如車削外圓時刀架溜板沿機床導(dǎo)軌的移動等；切入運動是使刀具切入工件表面一定深度的運動，其作用是在每一切削行程中從工件表面切去一定厚度的材料，如車削外圓時小刀架的橫向切入運動。 

輔助運動主要包括刀具或工件的快速趨近和退出、機床部件位置的調(diào)整、工件分度、刀架轉(zhuǎn)位、送夾料，啟動、變速、換向、停止和自動換刀等運動。

各類機床通常由下列基本部分組成：支承部件，用于安裝和支承其他部件和工件，承受其重量和切削力，如床身和立柱等；變速機構(gòu)，用于改變主運動的速度；進給機構(gòu)，用于改變進給量；主軸箱用以安裝機床主軸；刀架、刀庫；控制和操縱系統(tǒng)；潤滑系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)。

機床附屬裝置包括機床上下料裝置、機械手、工業(yè)機器人等機床附加裝置，以及卡盤、吸盤彈簧夾頭、虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺和分度頭等機床附件。

評價機床技術(shù)性能的指標(biāo)最終可歸結(jié)為加工精度和生產(chǎn)效率。加工精度包括被加工工件的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面質(zhì)量和機床的精度保持性。生產(chǎn)效率涉及切削加工時間和輔助時間，以及機床的自動化程度和工作可靠性。這些指標(biāo)一方面取決于機床的靜態(tài)特性，如靜態(tài)幾何精度和剛度；而另一方面與機床的動態(tài)特性，如運動精度、動剛度、熱變形和噪聲等關(guān)系更大。

五、機床未來的發(fā)展趨勢 

機床未來的發(fā)展趨勢是：

進一步應(yīng)用電子計算機技術(shù)、新型伺服驅(qū)動元件、光柵和光導(dǎo)纖維等新技術(shù)，簡化機械結(jié)構(gòu)，提高和擴大自動化工作的功能，使機床適應(yīng)于納入柔性制造系統(tǒng)工作；

提高功率主運動和進給運動的速度，相應(yīng)提高結(jié)構(gòu)的動、靜剛度以適應(yīng)采用新型刀具的需要，提高切削效率；

提高加工精度并發(fā)展超精密加工機床，以適應(yīng)電子機械、航天等新興工業(yè)的需要；發(fā)展特種加工機床，以適應(yīng)難加工金屬材料和其他新型工業(yè)材料的加工。