1简介

公元前二千多年出现的树木车床是机床早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性使工件由绳索带动旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿板条移动工具切削工件。中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理。
十五世纪由于制造钟表和武器的需要，出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床，以及水力驱动的炮筒镗床。1500年左右，意大利人列奥纳多·达芬奇曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床和内圆磨床的构想草图，其中已有曲柄、飞轮、项尖和轴承等新机构。中国明朝出版的《天工开物》中也载有磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，加上沙子和水剖切玉石。

十八世纪的工业革命推动了机床的发展。1774年，英国人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1776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天轴驱动。

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；1818年美国人惠特尼制成卧式铣床；1876年，美国制成外圆磨床；1835和1897年又先后发明滚齿机和插齿机。

随着电动机的发明，机床开始先采用电动机集中驱动，后又广泛使用单独电动机驱动。二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具，相继创制出坐标镗床和螺纹磨床。同时为了适应汽车和轴承等工业大量生产的需要，又研制出各种自动机床、仿形机床、组合机床和自动生产线。

随着电子技术的发展，美国于1952年研制成台数字控制机床；1958年研制成能自动更换刀具，以进行多工序加工的加工中心。从此，随着电子技术和计算机技术的发展和应用，使机床在驱动方式、控制系统和结构功能等方面都发生显著的变革。

2机械分类

辊锻式锻压机床

属坯料在两个相对旋转的扇形模中通过而产生塑性变形形成工件的锻造方法。它是成形轧制（纵轧）的一种特殊形式。辊锻可用于生产连杆、麻花钻头、扳手、道钉、锄、镐和透平叶片。辊锻工艺利用轧制成形原理逐步地使毛坯变形，与普通模锻相比，具有设备结构较简单、生产平稳、振动和噪音小，便于实现自动化、生产效率高等优点。辊锻分为制坯辊锻和成形辊锻两类。制坯辊锻是为模锻准备所需形状尺寸的毛坯；成形辊锻能直接制出符合形状尺寸要求的锻件。

机械压力式锻压机床

机械压力锻压机床通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动，对坯料进行成形加工的锻压机械。机械压力机动作平稳，工作可靠，广泛用于冲压、挤压、模锻和粉末冶金等工艺。机械压力机在数量上约占各类锻压机械总数的一半以上。机械压力机的规格用公称工作力（千牛）表示，它是以滑块运动到距行程的下止点约10～15毫米处（或从下止点算起曲柄转角约为15°～30°时）为计算基点设计的大工作力。

挤压式锻压机床

热挤压锻压机床广泛用于生产铝、铜等有色金属的管材和型材等，属于冶金工业范围。钢的热挤压既用以生产特殊的管材和型材，也用以生产难以用冷挤压或温挤压成形的实心和孔心（通孔或不通孔）的碳钢和合金钢零件，如具有粗大头部的杆件、炮筒、容器等。冷挤压锻压机床原来只用于生产铅、锌、锡、铝、铜等的管材、型材，以及牙膏软管（外面包锡的铅）、干电池壳（锌）、弹壳（铜）等制件。冷挤压操作简单，适用于大批量生产的较小制件。

螺旋式锻压机床

螺旋式锻压机床用螺杆、螺母作为传动机构，并靠螺旋传动将飞轮的正反向回转运动转变为滑块的上下往复运动的锻压机械。螺旋压力机通常由电动机通过摩擦盘带动飞轮轮缘而使飞轮旋转，所以这种压力机又称摩擦压力机，中国大的摩擦压力机为25兆牛。后来又出现用电机直接驱动飞轮的电动螺旋压力机，它的结构紧凑，传动环节少，由于换向频繁，对控制电器要求较高，并需要特殊电机。

3机械结构

冲压模架

冲压模架是典型的锻压机床功能部件，早实现了标准化和专业化生产。在机床压力机上完成冲裁、落料、拉伸、切口等冲压工序，都离不开冲压模具。冲压模具的工作部分凸模、凹模安装在冲压模架上，不同的冲压工序需要不同的凸模、凹模，却可使用相同的冲压模架。冲压模架由上模板、下模板和导柱、导套组成，已开发出供不同规格、型号压力机选用的系列产品，中等规格以下的冲压模架已实现了标准化。

制动器

在锻压机床功能部件中，以其开发、生产和使用的成熟性而论，当*机床压力机用摩擦离合器－制动器。摩擦离合器－制动器是机床压力机主传动的重要部件，其性能优劣直接影响整机的使用性、安全性、可靠性以及设备的开动率和维修量。按摩擦离合器－制动器的结构形式分，有组合式摩擦离合器－制动器和分离式摩擦离合器－制动器；按摩擦副的工作状态分，有干式摩擦离合器－制动器和湿式摩擦离合器－制动器；按摩擦离合器－制动器的操纵系统分，有气动摩擦离合器－制动器和液压摩擦离合器－制动器。

光电安全保护装置

光电安全保护装置，在锻压机床的操作者与危险工作区之间的保护区域设置不可见红外线光幕，一旦操作者某部位进入保护区遮断光幕，控制系统则输出信号至锻压机床安全执行机构，令锻压机床紧急停车，防止危险动作发生。可见，光电安全保护装置自身并不能直接保护操作者，它仅仅是在可能发生安全事故之前，给机床发出停止危险动作的信号。因此，严格而言，光电安全保护装置应称为光电安全保护控制装置。

光电安全保护装置通常分为反射式与对射式两种。反射式光电安全保护装置由控制器、传感器和反射器3部分组成，光幕由传感器发出，经反射器再反射回传感器予以接收；对射式光电安全保护装置由控制器、发射传感器和接收传感器3部分组成，光幕由发射传感器发出，由接收传感器予以接收。

凸轮控制器

凸轮控制器是机床压力机电气控制系统的重要组成部分。处理工作机构逻辑关系的方法，通常是将曲轴旋转一周的360°进行分配，制定出机床压力机的工作循环图，对各工作机构的动作予以控制。凸轮控制器就是对曲轴旋转角度进行分配的执行机构。凸轮控制器被安装在与曲轴同步旋转的轴上，工作机构依次产生规定的动作，完成机床压力机的一个工作循环。国内有多家生产凸轮控制器的专业厂，产品质量一般都稳定可靠，主机厂辨取定向辨购的方式进行配套。

自动送料装置

在锻压机床中有形形色色的自动送料装置，此处指用于开式压力机、闭式压力机、多工位压力机、高速压力机等单机或冲压自动线进行板料加工的自动送料装置。自动送料装置一般由料架及开卷校平机构、气动钳式送料机构、废料收卷料架等3部分组成。料架及开卷校平机构有支撑卷料、开卷和校平3个功能，开卷机构将卷料少许松开并呈自由悬垂状态，以减小送料机构在送料过程的拉力，有利于提高送料精度；校平机构以多滚轮对开卷后的卷料施力，使板材在冲压前得到矫正，有利于提高制品精度。气动钳式送料机构以压缩空气为动力，控制夹钳的开合与往复运动完成板料的送进，往复运动的行程无级可调以适应不同送料长度的要求。废料收卷料架将冲压后的废带料收卷，若冲压时将废带料切断回收，则不需要这一部分。

4工作原理

机械压力机床工作时，由电动机通过三角皮带驱动大皮带轮（通常兼作飞轮），经过齿轮副和离合器带动曲柄滑块机构，使滑块和凸模直线下行。锻压工作完成后滑块回程上行，离合器自动脱开，同时曲柄轴上的自动器接通，使滑块停止在上止点附近。机械压力机工作时，由电动机通过三角皮带驱动大皮带轮（通常兼作飞轮），经过齿轮副和离合器带动曲柄滑块机构，使滑块和凸模直线下行。锻压工作完成后滑块回程上行，离合器自动脱开，同时曲柄轴上的自动器接通，使滑块停止在上止点附近。

辊锻变形的实质是坯料的轧制延伸，坯料部分截面变小而长度增加。当截面变形较大时，需要由几道孔型经多次辊轧完成。其工艺设计主要是合理的决定各工步辊锻的压下量、展宽量和延伸变形量。它们取决于辊径的大小、孔型的形状尺寸、毛坯的温度和冷却润滑等变形条件。有的双支承辊锻机在一端有辊轴伸出，这是悬臂式和双支承式结合的复合型辊锻机，它既能实现纵向辊锻又能在悬臂端完成横向展宽成形。在大批量辊锻生产中，广泛采用机械手传送工件，实现生产过程的自动化，提高生产率，减轻劳动强度。

用凸模对放置在凹模中的坯料加压，使之产生塑性流动，从而获得相应于模具的型孔或凹凸模形状的制件的锻压方法。挤压时，坯料产生三向压应力，即使是塑性较低的坯料，也可被挤压成形。挤压，特别是冷挤压，材料利用率高，材料的组织和机械性能得到改善，操作简单，生产率高，可制作长杆、深孔、薄壁、异型断面零件，是重要的少无切削加工工艺。挤压主要用于金属的成形，也可用于塑料、橡胶、石墨和黏土坯料等非金属的成形。每个曲柄滑块机构称为一个“点”。简单的机械压力机采用单点式，即只有一个曲柄滑块机构。有的大工作面机械压力机，为使滑块底面受力均匀和运动平稳而采用双点或四点的。

机械压力机的载荷是冲击性的，即在一个工作周期内锻压工作的时间很短。短时的大功率比平均功率大十几倍以上，因此在传动系统中都设置有飞轮。按平均功率选用的电动机启动后，飞轮运转至额定转速，积蓄动能。凸模接触坯料开始锻压工作后，电动机的驱动功率小于载荷，转速降低，飞轮释放出积蓄的动能进行补偿。锻压工作完成后，飞轮再次加速积蓄动能，以备下次使用。

机械压力机上的离合器与制动器之间设有机械或电气连锁，以保证离合器接合前制动器一定松开，制动器制动前离合器一定脱开。机械压力机的操作分为连续、单次行程和寸动（微动），大多数是通过控制离合器和制动器来实现的。滑块的行程长度不变，但其底面与工作面之间的距离（称为封密高度），可以通过螺杆调节。

生产中，有可能发生超过压力机公称工作力的现象。为保证设备安全，常在压力机上装设过载保护装置。为了保证操作者人身安，压力机上面装有光电式或双手操作式人身保护装置。

5操作规程

1、操作者必须经过考试合格，并持有本设备的《设备操作证》方可操作本设备。

2、工作前认真做到：
（1）仔细阅读交班记录，了解上一班工作情况。
（2）检查设备及工作场地是否清扫、擦试干净；设备床身、工作台面、导轨以及其它主要滑动面上不得有障碍物、杂质和新的拉、研、碰伤。如有上述情况必须清除，并擦试干净设备；出现新的拉、研、碰伤应请设备员或班组长一起查看，并作好记录。
（3）检查各操作机构的手柄、阀、杆、以及各主要零、部件（滑块、锤头、刀架等）应放在说明书规定的非工作位置上。
（4）检查各安全防护装置（防护罩、限位开关、限位档铁、电气接地、保险装置等）应齐全完好、安装正确可靠；配电箱（盒）、油箱（池）、变速箱的门盖应关闭。
（5）检查润滑部位（油池、油箱、油杯导轨以及其他滑动面）油量应充足，并按润滑批示图表加油。
（6）检查各主要零、部件以及紧固件有无异常松动现象。
（7）打开气（汽）路阀门，检查管道阀门及其它装置应完好无泄漏，气（汽）、压应符合规定，并放掉管中的积水。
（8）进行空运转试车，起动要寸动，检查各操作装置、安全保险装置（制动、换向、联锁、限位、保险等）各指示装置（指示仪表、指示灯等）工作应灵敏、准确可靠；各部位动作应协调；供油应正常，润滑应良好；机床运转无异常声音、振动、温升、气味、烟雾等现象。确认一切正常，方可开始工作。凡连班工作的设备，交班人员根据上述（8条）规定共同检查进行交接班；凡隔班接班的设备，发现上一班有严重违犯操作规程现象，应请设备员或班组长一直查看，并记录在案，否则发生设备问题以本班违犯操作规程论。设备经过调整或检修后，操作者也必须按照上述（8条）要求和步骤对设备进行检查，确认一切无误，方可开始工作。

3、工作中认真做到：
（1）坚守工作岗位，精心操作设备，不做与工作无关的事。因事离开设备时要停机，并关闭电、气（汽）源。
（2）按说明书规定的技术规范使用设备，不得超规范、超负荷使用设备。
（3）密切注意设备各部位润滑情况，按润滑指示图表规定进行班中加油，保证设备各部位润滑良好。
（4）密切注意设备各部位工作情况，如有不正常声音、振动、温升、异味、烟雾、动作不协调，失灵等现象，应立即停机检查，排除后再继续工作。
（5）调速、更换模具、刀具或擦试，检修设备时，要事先停机，关闭电、气（汽）源。
（6）在工作时，不得擅自拆卸安全防护装置和打开配电箱（盒）、油池（箱）、变速箱的门盖进行工作。
（7）设备发生事故必须立即停机，保护好现场，报告有关部门分析处理。

4、工作后认真做到：
（1）各操作装置以及滑块、榔头、刀架等应按说明书规定放在非工作位置上；关闭电、气（汽）源。
（2）整理工具、零件和工作场地。
（3）清扫工作场地和设备上的料头、料边、氧化皮、杂物等；擦试干净设备各部位，各滑动面加油保护。
（4）填写交接班录。

6保养

外部整体检查
*清理锻压机床外部，检查所有紧固螺钉是否松动，各零部件是否安全，有无开焊、裂纹或变形现象。机身上应有安全警告标志，长度应不小于30厘米。

试运转的检查
锻压机床转动后，检查有无漏风现象，同时检查机器有无异常振动，按要求进行全面润滑。仔细观察是否有碰撞、磨擦和卡滞现象。有无异常声音。用动力机械带动低速运转，观察各部分的运转状况。

输入装置的检查
输送链必须逐节检查，如发现磨损严重、变形、裂纹应予更换。喂入链的紧张度应左右一致，以其链长的中部稍接触底板为宜，输送链的主、被动轴应平行，如倾斜，应查找原因予以排除。

离合装置的检查
安全离合器要在工作使用过程中进行调整，检查波型齿的磨损程度，如齿高磨去1/3时应更换。

锻压部位检查与调整
进行整机耐压试验，试验采用的压强为工作压强的1．25倍，检查活塞伸出至大的工作行程，稳压15分钟，压力表读数下降值不得超过试验压强的4%；所有油路应无渗漏现象；在全部压力卸除后，压力表指针回到“0”位，零件应无损坏，拉杆不得有显著变形，运动部件无卡滞现象。对安全阀进行可靠性试验，将安全阀调至工作压强（左上+5、左下+1）MPa，连续试验5次，针阀开闭灵敏，每次跳阀后压力表读数均不应低于额定工作压强。