各類機(jī)床的歷史故事

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        機(jī)床主要是按加工方法和所用刀具進(jìn)行分類,，根據(jù)國家制定的機(jī)床型號(hào)編制方法,，機(jī)床分為11大類：車床,，鉆床,，鏜床,，磨床，齒輪加工機(jī)床,，螺紋加工機(jī)床,，銑床，刨插床,，拉床,，鋸床和其他機(jī)床。在每一類機(jī)床中,，又按工藝范圍,，布局型式和結(jié)構(gòu)性能分為若干組，每一組又分為若干個(gè)系列,。下面簡單給大家講述部分車床,。
- }, ~- G1 p7 e* j0 W" L- V一、車床

4 x9 x2 }$ }2 L- r( {　　車床是主要用車刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床,。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆,、鉸刀,、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工,。車床主要用于加工軸,、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件,，是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床,。
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  p$ f% O) f, \$ h' h6 ^$ h* T　1、古代滑輪,、弓形桿的“弓車床”,。早在古埃及時(shí)代,，人們已經(jīng)發(fā)明了將木材繞著它的中心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)用刀具進(jìn)行車削的技術(shù)。起初,，人們是用兩根立木作為支架,，架起要車削的木材，利用樹枝的彈力把繩索卷到木材上,，靠手拉或腳踏拉動(dòng)繩子轉(zhuǎn)動(dòng)木材,，并手持刀具而進(jìn)行切削。

　　這種古老的方法逐漸演化,，發(fā)展成了在滑輪上繞二三圈繩子,，繩子架在彎成弓形的彈性桿上，來回推拉弓使加工物體旋轉(zhuǎn)從而進(jìn)行車削,，這便是“弓車床”,。

　　2、中世紀(jì)曲軸,、飛輪傳動(dòng)的“腳踏車床”,。到了中世紀(jì)，有人設(shè)計(jì)出了用腳踏板旋轉(zhuǎn)曲軸并帶動(dòng)飛輪,，再傳動(dòng)到主軸使其旋轉(zhuǎn)的“腳踏車床”,。16世紀(jì)中葉，法國有一個(gè)叫貝松的設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)了一種用螺絲杠使刀具滑動(dòng)的車螺絲用的車床,，可惜的是,，這種車床并沒有推廣使用。

' M1 }* @8 M: n3 y2 F$ }% `　　3,、十八世紀(jì)誕生了床頭箱,、卡盤。到了18世紀(jì),，又有人設(shè)計(jì)了一種用腳踏板和連桿旋轉(zhuǎn)曲軸,，可以把轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能貯存在飛輪上的車床上，并從直接旋轉(zhuǎn)工件發(fā)展到了旋轉(zhuǎn)床頭箱,，床頭箱是一個(gè)用于夾持工件的卡盤,。
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　　4、1797年英國人莫茲利發(fā)明了劃時(shí)代的刀架車床,，這種車床帶有精密的導(dǎo)螺桿和可互換的齒輪,。
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& G: [) h# c9 T9 I+ c7 u9 [/ f　　莫茲利生于1771年，18歲的時(shí)候,，他是發(fā)明家布拉默的得力助手,。據(jù)說，布拉默原先一直是干農(nóng)活的,，16歲那年因一次事故致使右踝傷殘,，才不得不改行從事機(jī)動(dòng)性不強(qiáng)的木工活,。他的第一項(xiàng)發(fā)明便是1778年的抽水馬桶，莫茲利開始一直幫助布拉默設(shè)計(jì)水壓機(jī)和其他機(jī)械,，直到26歲才離開布拉默,，因?yàn)椴祭�默粗暴地拒絕了莫利茲提出的把工資增加到每周30先令以上的請(qǐng)求。

　　就在莫茲利離開布拉默的那一年,，他制成了第一臺(tái)螺紋車床,，這是一臺(tái)全金屬的車床，能夠沿著兩根平行導(dǎo)軌移動(dòng)的刀具座和尾座,。導(dǎo)軌的導(dǎo)向面是三角形的,，在主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)絲杠使刀具架橫向移動(dòng)。這是近代車床所具有的主要機(jī)構(gòu),，用這種車床可以車制任意節(jié)距的精密金屬螺絲,。

　　3年以后，莫茲利在他自己的車間里制造了一臺(tái)更加完善的車床,，上面的齒輪可以互相更換,，可改變進(jìn)給速度和被加工螺紋的螺距。1817年,，另一位英國人羅伯茨采用了四級(jí)帶輪和背輪機(jī)構(gòu)來改變主軸轉(zhuǎn)速,。不久，更大型的車床也問世了,，為蒸汽機(jī)和其他機(jī)械的發(fā)明立下了汗馬功勞,。
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" Z6 ?& L5 ~. t+ N　　5、各種專用車床的誕生為了提高機(jī)械化自動(dòng)化程度,，1845年,，美國的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床；1848年,，美國又出現(xiàn)回輪車床,；1873年，美國的斯潘塞制成一臺(tái)單軸自動(dòng)車床,，不久他又制成三軸自動(dòng)車床,；20世紀(jì)初出現(xiàn)了由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶有齒輪變速箱的車床。由于高速工具鋼的發(fā)明和電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用,，車床不斷完善,，終于達(dá)到了高速度和高精度的現(xiàn)代水平,。

+ `6 F* S; }( G$ n7 E/ H# o　　第一次世界大戰(zhàn)后,，由于軍火、汽車和其他機(jī)械工業(yè)的需要,，各種高效自動(dòng)車床和專門化車床迅速發(fā)展,。為了提高小批量工件的生產(chǎn)率,，40年代末，帶液壓仿形裝置的車床得到推廣,，與此同時(shí),，多刀車床也得到發(fā)展。50年代中,，發(fā)展了帶穿孔卡,、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數(shù)控技術(shù)于60年代開始用于車床,，70年代后得到迅速發(fā)展,。

# W2 j4 p: `1 s7 ?' n5 T　　6、車床依用途和功能區(qū)分為多種類型,。
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/ w7 E& U& u5 D" @% b/ g7 m　　普通車床的加工對(duì)象廣,，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的調(diào)整范圍大，能加工工件的內(nèi)外表面,、端面和內(nèi)外螺紋,。這種車床主要由工人手工操作，生產(chǎn)效率低,，適用于單件,、小批生產(chǎn)和修配車間。

　　轉(zhuǎn)塔車床和回轉(zhuǎn)車床具有能裝多把刀具的轉(zhuǎn)塔刀架或回輪刀架,，能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序,，適用于成批生產(chǎn)。

6 [# B6 z  Z% Z　　自動(dòng)車床能按一定程序自動(dòng)完成中小型工件的多工序加工,，能自動(dòng)上下料,，重復(fù)加工一批同樣的工件，適用于大批,、大量生產(chǎn),。
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+ e9 p$ r0 C1 K! G1 r5 t* b- ?　　多刀半自動(dòng)車床有單軸、多軸,、臥式和立式之分,。單軸臥式的布局形式與普通車床相似，但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下,，用于加工盤,、環(huán)和軸類工件，其生產(chǎn)率比普通車床提高3～5倍,。
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　　仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸,，自動(dòng)完成工件的加工循環(huán)，適用于形狀較復(fù)雜的工件的小批和成批生產(chǎn)，生產(chǎn)率比普通車床高10～15倍,。有多刀架,、多軸、卡盤式,、立式等類型,。
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　　立式車床的主軸垂直于水平面，工件裝夾在水平的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上,，刀架在橫梁或立柱上移動(dòng),。適用于加工較大、較重,、難于在普通車床上安裝的工件,，一般分為單柱和雙柱兩大類。
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　　鏟齒車床在車削的同時(shí),，刀架周期地作徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng),，用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面,。通常帶有鏟磨附件,，由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小砂輪鏟磨齒面。

8 t8 p3 t# ]0 Q6 ]　　專門車床是用于加工某類工件的特定表面的車床,，如曲軸車床,、凸輪軸車床、車輪車床,、車軸車床,、軋輥車床和鋼錠車床等。

$ O' |0 o, r  a7 k& T  r* C- e　　聯(lián)合車床主要用于車削加工,，但附加一些特殊部件和附件后,，還可進(jìn)行鏜、銑,、鉆,、插、磨等加工,，具有“一機(jī)多能”的特點(diǎn),，適用于工程車、船舶或移動(dòng)修理站上的修配工作,。

$ A% x/ H- M; l+ s1 j8 e　　二,、鏜床
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　　門制造機(jī)器的行家里手，但他們卻能制造各種各樣的手工器具,，例如刀,、鋸,、針、鉆,、錐、磨以及軸類,、套類,、齒輪類、床架類等等,，其實(shí)機(jī)器就是由這些零部件組裝而成的,。
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1 ?! F7 t% i& `$ m* P# L7 J# \# k　1、最早的鏜床設(shè)計(jì)者——達(dá)·芬奇鏜床被稱為“機(jī)械之母”,。說起鏜床,，還先得說說達(dá)·芬奇。這位傳奇式的人物,，可能就是最早用于金屬加工的鏜床的設(shè)計(jì)者,。他設(shè)計(jì)的鏜床是以水力或腳踏板作為動(dòng)力，鏜削的工具緊貼著工件旋轉(zhuǎn),，工件則固定在用起重機(jī)帶動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)上,。1540年，另一位畫家畫了一幅《火工術(shù)》的畫,，也有同樣的鏜床圖,，那時(shí)的鏜床專門用來對(duì)中空鑄件進(jìn)行精加工。

　　2,、為大炮炮筒加工而誕生的第一臺(tái)鏜床(威爾金森,，1775年)。到了17世紀(jì),，由于軍事上的需要,，大炮制造業(yè)的發(fā)展十分迅速，如何制造出大炮的炮筒成了人們亟需解決的一大難題,。

　　世界上第一臺(tái)真正的鏜床是1775年由威爾金森發(fā)明的,。其實(shí)，確切地說,，威爾金森的鏜床是一種能夠精密地加工大炮的鉆孔機(jī),，它是一種空心圓筒形鏜桿，兩端都安裝在軸承上,。

　　1728年,，威爾金森出生在美國，在他20歲時(shí),，遷到斯塔福德郡,，建造了比爾斯頓的第一座煉鐵爐。因此，人稱威爾金森為“斯塔福德郡的鐵匠大師”,。1775年,，47歲的威爾金森在他父親的工廠里經(jīng)過不斷努力，終于制造出了這種能以罕見的精度鉆大炮炮筒的新機(jī)器,。有意思的是,，1808年威爾金森去世以后，他就葬在自己設(shè)計(jì)的鑄鐵棺內(nèi),。
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0 ^) w6 m2 {/ z  X　　3,、鏜床為瓦特的蒸汽機(jī)做出了重要貢獻(xiàn)。如果說沒有蒸汽機(jī)的話,，當(dāng)時(shí)就不可能出現(xiàn)第一次工業(yè)革命的浪潮,。而蒸汽機(jī)自身的發(fā)展和應(yīng)用，除了必要的社會(huì)機(jī)遇之外,，技術(shù)上的一些前提條件也是不可忽視的,，因?yàn)橹圃煺羝麢C(jī)的零部件，遠(yuǎn)不像木匠削木頭那么容易,，要把金屬制成一些特殊形狀,，而且加工的精度要求又高，沒有相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備是做不到的,。比如說,，制造蒸汽機(jī)的汽缸和活塞，活塞制造過程中所要求的外徑的精度,，可以從外面邊量尺寸邊進(jìn)行切削,，但要滿足汽缸內(nèi)徑的精度要求，采用一般加工方法就不容易做到了,。

　　斯密頓是十八世紀(jì)最優(yōu)秀的機(jī)械技師,。斯密頓設(shè)計(jì)的水車、風(fēng)車設(shè)備達(dá)43件之多,。在制作蒸汽機(jī)時(shí),，斯密頓最感棘手的是加工汽缸。要想將一個(gè)大型的汽缸內(nèi)圓加工成圓形,，是相當(dāng)困難的,。為此，斯密頓在卡倫鐵工廠制作了一臺(tái)切削汽缸內(nèi)圓用的特殊機(jī)床,。用水車作動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的這種鏜床,，在其長軸的前端安裝上刀具，這種刀具可以在汽缸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),，以此就可以加工其內(nèi)圓,。由于刀具安裝在長軸的前端,，就會(huì)出現(xiàn)軸的撓度等問題，所以,，要想加工出真正圓形的汽缸是十分困難的,。為此，斯密頓不得不多次改變汽缸的位置進(jìn)行加工,。
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　　對(duì)于這個(gè)難題,，威爾金森于1774年發(fā)明的鏜床起了很大的作用。這種鏜床利用水輪使材料圓筒旋轉(zhuǎn),，并使其對(duì)準(zhǔn)中心固定的刀具推進(jìn)，由于刀具與材料之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng),，材料就被鏜出精確度很高的圓柱形孔洞,。當(dāng)時(shí)、用鏜床做出直徑為72英寸的汽缸,，誤差不超過六便士硬幣的厚度,。用現(xiàn)代技術(shù)衡量，這是個(gè)很大的誤差,，但在當(dāng)時(shí)的條件下,，能達(dá)到這個(gè)水平，已經(jīng)是很不簡單了,。
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  r9 D( y! E4 _) M5 n　　但是,，威爾金森的這項(xiàng)發(fā)明沒有申請(qǐng)專利保護(hù)，人們紛紛仿造它,，安裝它,。1802年，瓦特也在書中談到了威爾金森的這項(xiàng)發(fā)明,，并在他的索霍鐵工廠里進(jìn)行仿制,。以后，瓦特在制造蒸汽機(jī)的汽缸和活塞時(shí),，也應(yīng)用了威爾金森這架神奇的機(jī)器,。原來，對(duì)活塞來說,，可以在外面一邊量著尺寸,，一邊進(jìn)行切削，但對(duì)汽缸就不那么簡單了,，非用鏜床不可,。當(dāng)時(shí)，瓦特就是利用水輪使金屬圓筒旋轉(zhuǎn),，讓中心固定的刀具向前推進(jìn),，用以切削圓筒內(nèi)部,，結(jié)果，直徑75英寸的汽缸,，誤差還不到一個(gè)硬幣的厚度,，這在當(dāng)對(duì)是很先進(jìn)的了。
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　　4,、工作臺(tái)升降式鏜床誕生(赫頓,，1885年)在以后的幾十年間，人們對(duì)威爾金森的鏜床作了許多改進(jìn),。1885年,，英國的赫頓制造了工作臺(tái)升降式鏜床，這已成為了現(xiàn)代鏜床的雛型,。

　　三,、銑床
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: F% _9 T# d8 z5 I% S5 b5 o  ?　　19世紀(jì)，英國人為了蒸汽機(jī)等工業(yè)革命的需要發(fā)明了鏜床,、刨床,，而美國人為了生產(chǎn)大量的武器，則專心致志于銑床的發(fā)明,。銑床是一種帶有形狀各異銑刀的機(jī)器,，它可以切削出特殊形狀的工件，如螺旋槽,、齒輪形等,。


* y$ w* ]  [! v( x' c9 K% W早在1664年，英國科學(xué)家胡克就依靠旋轉(zhuǎn)圓形刀具制造出了一種用于切削的機(jī)器,，這可算是原始的銑床了,，但那時(shí)社會(huì)對(duì)此沒有做出熱情的反響。在十九世紀(jì)四十年代,，普拉特設(shè)計(jì)了所謂林肯銑床,。當(dāng)然，真正確立銑床在機(jī)器制造中地位的,，要算美國人惠特尼了,。

$ c* G8 U2 r  b. u( i8 g0 `　　1、第一臺(tái)普通銑床(惠特尼,，1818年)1818年,，惠特尼制造了世界上第一臺(tái)普通銑床，但是,，銑床的專利卻是英國的博德默(帶有送刀裝置的龍門刨床的發(fā)明者)于1839年捷足先“得”的,。由于銑床造價(jià)太高，所以當(dāng)時(shí)問津者不多,。
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6 t  c3 o! o2 w8 V+ a5 x) w) K　　2,、第一臺(tái)萬能銑床(布朗,，1862年)銑床沉默一段時(shí)間后，又在美國活躍起來,。相比之下,，惠特尼和普拉特還只能說是為銑床的發(fā)明應(yīng)用做了奠基性的工作，真正發(fā)明能適用于工廠各種操作的銑床的功績應(yīng)該歸屬美國工程師約瑟夫·布朗,。
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4 U6 V! P8 F% H* \* M　　1862年,，美國的布朗制造出了世界上最早的萬能銑床，這種銑床在備有萬有分度盤和綜合銑刀方面是劃時(shí)代的創(chuàng)舉,。萬能銑床的工作臺(tái)能在水平方向旋轉(zhuǎn)一定的角度,，并帶有立銑頭等附件。他設(shè)計(jì)的“萬能銑床”在1867年巴黎博覽會(huì)上展出時(shí),，獲得了極大的成功,。同時(shí)，布朗還設(shè)計(jì)了一種經(jīng)過研磨也不會(huì)變形的成形銑刀,，接著還制造了磨銑刀的研磨機(jī),，使銑床達(dá)到了現(xiàn)在這樣的水平,。
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1 T9 l1 m9 N2 n+ D0 h　　四,、刨床
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7 ^1 c, n& c, l1 V2 [/ G$ d　　在發(fā)明過程中，許多事情往往是相輔相承,、環(huán)環(huán)相扣的：為了制造蒸汽機(jī),，需要鏜床相助；蒸汽機(jī)發(fā)明發(fā)后,，從工藝要求上又開始呼喚龍門刨床了,。可以說,，正是蒸汽機(jī)的發(fā)明,，導(dǎo)致了“工作母機(jī)”從鏜床、車床向龍門刨床的設(shè)計(jì)發(fā)展,。其實(shí),，刨床就是一種刨金屬的“刨子”。
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　1,、加工大平面的龍門刨床(1839年)由于蒸汽機(jī)閥座的平面加工需要,，從19世紀(jì)初開始，很多技術(shù)人員開始了這方面的研究,，其中有理查德·羅伯特,、理查德·普拉特、詹姆斯·�,？怂挂约凹s瑟夫·克萊門特等,，他們從1814年開始,，在25年的時(shí)間內(nèi)各自獨(dú)立地制造出了龍門刨床。這種龍門刨床是把加工物件固定在往返平臺(tái)上,，刨刀切削加工物的一面,。但是，這種刨床還沒有送刀裝置,，正處在從“工具”向“機(jī)械”的轉(zhuǎn)化過程之中,。到了1839年，英國一個(gè)名叫博德默的人終于設(shè)計(jì)出了具有送刀裝置的龍門刨床,。

　　2,、加工小平面的牛頭刨床另一位英國人內(nèi)史密斯從1831年起的40年內(nèi)發(fā)明制造了加工小平面的牛頭刨床，它可以把加工物體固定在床身上,，而刀具作往返運(yùn)動(dòng),。
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& ]3 U) d5 T- @5 r& ?# h* s　　此后，由于工具的改進(jìn),、電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn),，龍門刨床一方面朝高速切割、高精度方向發(fā)展,，另一方面朝大型化方向發(fā)展,。

　　五、磨床
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: L6 J* X- s: v　　磨削是人類自古以來就知道的一種古老技術(shù),，舊石器時(shí)代,，磨制石器用的就是這種技術(shù)。以后,，隨著金屬器具的使用,，促進(jìn)了研磨技術(shù)的發(fā)展。但是,，設(shè)計(jì)出名副其實(shí)的磨削機(jī)械還是近代的事情,，即使在19世紀(jì)初期，人們依然是通過旋轉(zhuǎn)天然磨石,，讓它接觸加工物體進(jìn)行磨削加工的,。

& ~3 I# S3 g6 ^9 W9 o' \6 ^　1、第一臺(tái)磨床(1864年)1864年,，美國制成了世界上第一臺(tái)磨床,，這是在車床的溜板刀架上裝上砂輪，并且使它具有自動(dòng)傳送的一種裝置,。過了12年以后,，美國的布朗發(fā)明了接近現(xiàn)代磨床的萬能磨床。

  g7 E( C! ?; q) p- |6 l) Q2 H4 A2 B. S　　2,、人造磨石——砂輪的誕生(1892年)人造磨石的需求也隨之興起,。如何研制出比天然磨石更耐磨的磨石呢,？1892年，美國人艾奇遜試制成功了用焦炭和砂制成的碳化硅,，這是一種現(xiàn)稱為C磨料的人造磨石,；兩年以后，以氧化鋁為主要成份的A磨料又試制成功,，這樣,，磨床便得到了更廣泛的應(yīng)用。

　　以后,，由于軸承,、導(dǎo)軌部分的進(jìn)一步改進(jìn)，磨床的精度越來越高,，并且向?qū)�業(yè)化方向發(fā)展,，出現(xiàn)了內(nèi)圓磨床、平面磨床,、滾磨床,、齒輪磨床、萬能磨床等等,。

1 R. G& ]: c, m, [- Y+ j　　六,、鉆床

　　1、古代鉆床——“弓轆轤”鉆孔技術(shù)有著久遠(yuǎn)的歷史,�,？脊艑W(xué)家現(xiàn)已發(fā)現(xiàn),，公元前4000年,，人類就發(fā)明了打孔用的裝置。古人在兩根立柱上架個(gè)橫梁,，再從橫梁上向下懸掛一個(gè)能夠旋轉(zhuǎn)的錐子,，然后用弓弦纏繞帶動(dòng)錐子旋轉(zhuǎn)，這樣就能在木頭石塊上打孔了,。不久,，人們還設(shè)計(jì)出了稱為“轆轤”的打孔用具，它也是利用有彈性的弓弦,，使得錐子旋轉(zhuǎn),。

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0 v+ }% i9 u; ~. B2、第一臺(tái)鉆床(惠特沃斯,，1862年)到了1850年前后,，德國人馬蒂格諾尼最早制成了用于金屬打孔的麻花鉆；1862年在英國倫敦召開的國際博覽會(huì)上,，英國人惠特沃斯展出了由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的鑄鐵柜架的鉆床,，這便成了近代鉆床的雛形,。

　　以后，各種鉆床接連出現(xiàn),，有搖臂鉆床,、備有自動(dòng)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的鉆床、能一次同時(shí)打多個(gè)孔的多軸鉆床等,。由于工具材料和鉆頭的改進(jìn),，加上采用了電動(dòng)機(jī)，大型的高性能的鉆床終于制造出來了,。
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