鑽床發明人

❶ 普通車床發展史

機床是將金屬毛坯加工成機器零件的機器，它是製造機器的機器，所以又稱為」工作母機」或」工具機」，習慣上簡稱機床。現代機械製造中加工機械零件的方法很多：除切削加工外，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓等，但凡屬精度要求較高和表面粗糙度要求較細的零件，一般都需在機床上用切削的方法進行最終加工。在一般的機器製造中，機床所擔負的加工工作量占機器總製造工作量的40％-60％，機床在國民經濟現代化的建設中起著重大作用。
（一）機床的發展簡史
1.1 古代樹木機床公元前二千多年出現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，手拿貝殼或石片等作為刀具，沿板條移動工具切削工件。中世紀的彈性桿棒車床運用的仍是這一原理。
1.2 十五世紀的機床雛形十五世紀由於製造鍾表和武器的需要，出現了鍾表匠用的螺紋車床和齒輪加工機床，以及水力驅動的炮筒鏜床。1501年左右，義大利人列奧納多·達芬奇曾繪制過車床、鏜床、螺紋加工機床和內圓磨床的構想草圖，其中已有曲柄、飛輪、項尖和軸承等新機構。中guo明朝出版的《天工開物》中也載有磨床的結構，用腳踏的方法使鐵盤旋轉，加上沙子和水來剖切玉石。
1.3 工業革命導致了各種機床的產生和改進十八世紀的工業革命推動了機床的發展。1774年，英國人威爾金森發明了較精密的炮筒鏜床。次年，他用這台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，他又於1775年製造了一台水輪驅動的汽缸鏜床，促進了蒸汽機的發展。從此，機床開始用蒸汽機通過曲軸驅動。
1797年，英國人莫茲利創製成的車床由絲杠傳動刀架，能實現機動進給和車削螺紋，這是機床結構的一次重大變革。莫茲利也因此被稱為「英國機床工業之父」。
19世紀，由於紡織、動力、交通運輸機械和軍火生產的推動，各種類型的機床相繼出現。1817年，英國人羅伯茨創制龍門刨床；1818年美國人惠特尼製成卧式銑床；1876年，美國製成萬能外圓磨床；1835和1897年又先後發明滾齒機和插齒機。
十九世紀最優秀的機械技師應數惠特沃斯，他於1834年製成了測長機，該測長機可以測量出長度誤差萬分之一英寸左右。這種測長機的原理和千分尺相同，通過轉動分度板可以進出的螺紋夾持住工件，使用滑尺讀出分度板上的分度。1835年，惠特沃斯在他32歲時發明滾齒機。除此以外，惠特沃斯還設計了測量圓筒的內圓和外圓的塞規和環規。建議全部的機床生產業者都採用同一尺寸的標准螺紋。後來，英國的制定工業標准協會接受了這一建議，從那以後直到今日，這種螺紋作為標准螺紋被各國所使用。
工業技術發展的中心，從十九世紀起，就悄悄從英國移向美國。把英國的技術聲望奪過去的人中，惠特尼堪稱佼佼者。惠特尼聰穎過人，具有遠見卓識，他率先研究出了作為大規模生產的可更換部件的系統。至今還很活躍的惠特尼工程公司，早在19世紀四十年代就研製成功了一種轉塔式六角車床。這種車床是隨著工件製做的復雜化和精細化而問世的，在這種車床中，裝有一個絞盤，各種需要的刀具都安裝在絞盤上，這樣，通過旋轉固定工具的轉塔，就可以把工具轉到所需的位置上。
隨著電動機的發明，機床開始先採用電動機集中驅動，後又廣泛使用單獨電動機驅動。二十世紀初，為了加工精度更高的工件、夾具和螺紋加工工具，相繼創制出坐標鏜床和螺紋磨床。同時為了適應汽車和軸承等工業大量生產的需要，又研製出各種自動機床、仿形機床、組合機床和自動生產線。
1.4 1900年**精密化時期19世紀末到20世紀初，單一的車床已逐漸演化出了銑床、刨床、磨床、鑽床等等，這些主要機床已經基本定型，這樣就為20世紀前期的精密機床和生產機械化和半自動化創造了條件。
在20世紀的前20年內，人們主要是圍繞銑床、磨床和流水裝配線展開的。由於汽車、飛機及其發動機生產的要求，在大批加工形狀復雜、高精度及高光潔度的零件時，迫切需要精密的、自動的銑床和磨床。由於多螺旋線刀刃銑刀的問世，基本上解決了單刃銑刀所產生的振動和光潔度不高而使銑床得不到發展的困難，使銑床成為加工復雜零件的重要設備。
被世人譽為「汽車之父」的福特，提出：汽車應該是「輕巧的、結實的、可靠的和便宜的」。為了實現這一目標，必須研製高效率的磨床，為此，美國人諾頓於1900年用金剛砂和剛玉石製成直徑大而寬的砂輪，以及剛度大而牢固的重型磨床。磨床的發展，使機械製造技術**了精密化的新階段。
1.5 1920年**半自動化時期在1920年以後的30年中，機械製造技術**了半自動化時期，液壓和電器元件在機床和其他機械上逐漸得到了應用。1938年，液壓系統和電磁控制不但促進了新型銑床的發明，而且在龍門刨床等機床上也推廣使用。30年代以後，行程開關——電磁閥系統幾乎用到各種機床的自動控制上了。
1.6 1950年**自動化時期第二次世界大戰以後，由於數控和群控機床和自動線的出現，機床的發展開始**了自動化時期。數控機床是在電子計算機發明之後，運用數字控制原理，將加工程序、要求和更換刀具的操作數碼和文字碼作為信息進行存貯，並按其發出的指令控制機床，按既定的要求進行加工的新式機床。
1.6.1 世界第一台數控機床（銑床）誕生（1951年）數控機床的方案，是美國的帕森斯在研製檢查飛機螺旋槳葉剖面輪廓的板葉加工機時向美國空軍提出的，在麻省理工學院的參加和協助下，終於在1949年取得了成功。1951年，他們正式製成了第一台電子管數控機床樣機，成功地解決了多品種小批量的復雜零件加工的自動化問題。以後，一方面數控原理從銑床擴展到銑鏜床、鑽床和車床，另一方面，則從電子管向晶體管、集成電路方向過渡。1958年。美國研製成能自動更換刀具，以進行多工序加工的加工中心。
1.6.2 世界第一條數控生產線誕生（1968年）1968年，英國的毛林斯機械公司研製成了第一條數控機床組成的自動線，不久，美國通用電氣公司提出了「工廠自動化的先決條件是零件加工過程的數控和生產過程的程式控制」，於是，到70年代中期，出現了自動化車間，自動化工廠也已開始建造。
1970年至1974年，由於小型計算機廣泛應用於機床控制，出現了三次技術突破。第一次是直接數字控制器，使一台小型電子計算機同時控制多台機床，出現了「群控」；第二次是計算機輔助設計，用一支光筆進行設計和修改設計及計算程序；第三次是按加工的實際情況及意外變化反饋並自動改變加工用量和切削速度，出現了自適控制系統的機床。
經過100多年的風風雨雨，機床的家族已日漸成熟，真正成了機械領域的「工作母機」。

❷ 在人類還未發明機床時,第一台機床又是怎樣製造出來的呢

第一台鏜床問世

工場手工業雖然是相對落後的，但是它卻訓練和造就了許許多多的技工，他們盡管不是專門製造機器的行家裡手，但他們卻能製造各種各樣的手工器具，例如刀、鋸、針、鑽、錐、磨以及軸類、套類、齒輪類、床架類等等，其實機器就是由這些零部件組裝而成的。

說起鏜床，還先得說說達·芬奇。這位傳奇式的人物，可能就是最早用於金屬加工的鏜床的設計者。他設計的鏜床是以水力或腳踏板作為動力，鏜削的工具緊貼著工件旋轉，工件則固定在用起重機帶動的移動台上。1540年，另一位畫家畫了一幅《火工術》的畫，也有同樣的鏜床圖，那時的鏜床專門用來對中空鑄件進行精加工。

到了17世紀，由於軍事上的需要，大炮製造業的發展十分迅速，如何製造出大炮的炮筒成了人們亟需解決的一大難題。

世界上第一台真正的鏜床是1775年由威爾金森發明的。其實，確切地說，威爾金森的鏜床是一種能夠精密地加工大炮的鑽孔機，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，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過不斷努力，終於製造出了這種能以罕見的精度鑽大炮炮筒的新機器。有意思的是，1808年威爾金森去世以後，他就葬在自己設計的鑄鐵棺內。

但是，威爾金森的這項發明沒有申請專利保護，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發明，並在他的索霍鐵工廠里進行仿製。以後，瓦特在製造蒸汽機的汽缸和活塞時，也應用了威爾金森這架神奇的機器。原來，對活塞來說，可以在外面一邊量著尺寸，一邊進行切削，但對汽缸就不那麼簡單了，非用鏜床不可。當時，瓦特就是利用水輪使金屬圓筒旋轉，讓中心固定的刀具向前推進，用以切削圓筒內部，結果，直徑75英寸的汽缸，誤差還不到一個硬幣的厚度，這在當對是很先進的了。

在以後的幾十年間，人們對威爾金森的鏜床作了許多改進。1885年，英國的赫頓製造了工作台升降式鏜床，這已成為了現代鏜床的雛型。

車床誕生記

早在古埃及時代，人們已經發明了將木材繞著它的中心軸旋轉時用刀具進行車削的技術。起初，人們是用2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，拉動繩子轉動木材，用刀具車削。

這種古老的方法逐漸演化，發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從而進行車削，這便是「弓車床」。

到了中世紀，有人設計出了用腳踏板旋轉曲軸並帶動飛輪，再傳動到主軸使其旋轉的「腳踏車床」。16世紀中葉，法國有一個叫貝松的設計師設計了一種用螺絲杠使刀具滑動的車螺絲用的車床，可惜的是，這種車床並沒有推廣使用。

時間到了18世紀，又有人設計了一種用腳踏板和連桿旋轉曲軸，可以把轉動動能貯存在飛輪上的車床上，並從直接旋轉工件發展到了旋轉床頭箱，床頭箱是一個用於夾持工件的卡盤。

在發明車床的故事中，最引人注目的是一個名叫莫茲利的英國人，因為他於1797年發明了劃時代的刀架車床，這種車床帶有精密的導螺桿和可互換的齒輪。

莫茲利生於1771年，18歲的時候，他是發明家布拉默的得力助手。據說，布拉默原先一直是干農活的，16歲那年因一次事故致使右踝傷殘，才不得不改行從事機動性不強的木工活。他的第一項發明便是1778年的抽水馬桶，莫茲利開始一直幫助布拉默設計水壓機和其他機械，直到26歲才離開布拉默，因為布拉默粗暴地拒絕了莫利茲提出的把工資增加到每周30先令以上的請求。

就在莫茲利離開布拉默的那一年，他製成了第一台螺紋車床，這是一台全金屬的車床，能夠沿著2根平行導軌移動的刀具座和尾座。導軌的導向面是三角形的，在主軸旋轉時帶動絲杠使刀具架橫向移動。這是近代車床所具有的主要機構，用這種車床可以車制任意節距的精密金屬螺絲。

3年以後，莫茲利在他自己的車間里製造了一台更加完善的車床，上面的齒輪可以互相更換。不久，更大型的車床也問世了，為蒸汽機和其他機械的發明立下了汗馬功勞。

19世紀，由於高速工具鋼的發明和電動機的應用，車床不斷完善，終於達到了高速度和高精度的現代水平。

刨床和銑床

在發明過程中，許多事情往往是相輔相承、環環相扣的：為了製造蒸汽機，需要鏜床相助；蒸汽機發明發後，從工藝要求上又開始呼喚龍門刨床了。可以說，正是蒸汽機的發明，導致了「工作母機」從鏜床、車床向龍門刨床的設計發展。其實，刨床就是一種刨金屬的「刨子」。

由於蒸汽機閥座的平面加工需要，從19世紀初開始，很多技術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·福克斯以及約瑟夫·克萊門特等，他們從1814年開始，在25年的時間內各自獨立地製造出了龍門刨床。這種龍門刨床是把加工物件固定在往返平台上，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「機械」的轉化過程之中。到了1839年，英國一個名叫博德默的人終於設計出了具有送刀裝置的龍頭刨床。

另一位英國人內史密斯從1831年起的40年內發明製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，而刀具作往返運動。

此後，由於工具的改進、電動機的出現，龍門刨床一方面朝高速切割、高精度方向發展，另一方面朝大型化方向發展。

19世紀，英國人為了蒸汽機等工業革命的需要發明了鏜床、刨床，而美國人為了生產大量的武器，則專心致志於銑床的發明。銑床是一種帶有形狀各異銑刀的機器，它可以切削出特殊形狀的工件，如螺旋槽、齒輪形等。

早在1664年，就有人依靠旋轉圓形刀具製造出了一種用於切削的機器，這可算是原始的銑床了。當然，真正確立銑床在機器製造中地位的，要算美國人惠特尼了。

1818年，惠特尼製造了世界上第一台普通銑床，但是，銑床的專利卻是英國的博德默於1839年捷足先「得」的。

1862年，美國的布朗製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代的創舉。萬能銑床的工作台能在水平方向旋轉一定的角度，並帶有立銑頭等附件。同時，布朗還設計了一種經過研磨也不會變形的成形銑刀，接著還製造了磨銑刀的研磨機，使銑床達到了現在這樣的水平。
磨床和鑽床

磨削是人類自古以來就知道的一種古老技術，舊石器時代，磨製石器用的就是這種技術。以後，隨著金屬器具的使用，促進了研磨技術的發展。但是，設計出名副其實的磨削機械還是近代的事情，即使在19世紀初期，人們依然是通過旋轉天然磨石，讓它接觸加工物體進行磨削加工的。

1864年，美國製成了世界上第一台磨床，這是在車床的溜板刀架上裝上砂輪，並且使它具有自動傳送的一種裝置。過了12年以後，美國的布朗發明了接近現代磨床的萬能磨床。

人造磨石的需求也隨之興起。如何研製出比天然磨石更耐磨的磨石呢？1892年，美國人艾奇遜試製成功了用焦炭和砂製成的碳化硅，這是一種現稱為C磨料的人造磨石；2年以後，以氧化鋁為主要成份的A磨料又試製成功，這樣，磨床便得到了更廣泛的應用。

以後，由於軸承、導軌部分的進一步改進，磨床的精度越來越高，並且向專業化方向發展，出現了內圓磨床、平面磨床、滾磨床、齒輪磨床、萬能磨床等等。

與磨削技術相似，鑽孔技術也有著久遠的歷史。考古學家現已發現，公元前4000年，人類就發明了打孔用的裝置。古人在兩根立柱上架個橫梁，再從橫樑上向下懸掛一個能夠旋轉的錐子，然後用弓弦纏繞帶動錐子旋轉，這樣就能在木頭石塊上打孔了。不久，人們還設計出了稱為「轆轤」的打孔用具，它也是利用有彈性的弓弦，使得錐子旋轉。

到了1850年前後，德國人馬蒂格諾尼最早製成了用於金屬打孔的麻花鑽；1862年在英國倫敦召開的國際博覽會上，英國人惠特沃斯展出了由動力驅動的鑄鐵櫃架的鑽床，這便成了近代鑽床的雛形。

以後，各種鑽床接連出現，有搖臂鑽床、備有自動進刀機構的鑽床、能一次同時打多個孔的多軸鑽床等。由於工具材料和鑽頭的改進，加上採用了電動機，大型的高性能的鑽床終於製造出來了。

不斷發展的車床

19世紀末到20世紀初，單一的車床已逐漸演化出了銑床、刨床、磨床、鑽床等等，這些主要機床已經基本定型，這樣就為20世紀前期的精密機床和生產機械化和半自動化創造了條件。

在20世紀的前20年內，人們主要是圍繞銑床、磨床和流水裝配線展開的。由於汽車、飛機及其發動機生產的要求，在大批加工形狀復雜、高精度及高光潔度的零件時，迫切需要精密的、自動的銑床和磨床。由於多螺旋線刀刃銑刀的問世，基本上解決了單刃銑刀所產生的振動和光潔度不高而使銑床得不到發展的困難，使銑床成為加工復雜零件的重要設備。

被世人譽為「汽車之父」的福特，提出：汽車應該是「輕巧的、結實的、可靠的和便宜的」。為了實現這一目標，必須研製高效率的磨床，為此，美國人諾頓於1900年用金剛砂和剛玉石製成直徑大而寬的砂輪，以及剛度大而牢固的重型磨床。磨床的發展，使機械製造技術進入了精密化的新階段。

在1920年以後的30年中，機械製造技術進入了半自動化時期，液壓和電器元件在機床和其他機械上逐漸得到了應用。1938年，液壓系統和電磁控制不但促進了新型銑床的發明，而且在龍門刨床等機床上也推廣使用。30年代以後，行程開關——電磁閥系統幾乎用到各種機床的自動控制上了。

第二次世界大戰以後，由於數控和群控機床和自動線的出現，機床的發展開始進入了自動化時期。數控機床是在電子計算機發明之後，運用數字控制原理，將加工程序、要求和更換刀具的操作數碼和文字碼作為信息進行存貯，並按其發出的指令控制機床，按既定的要求進行加工的新式機床。

數控機床的方案，是美國的帕森斯在研製檢查飛機螺旋槳葉剖面輪廓的板葉加工機時向美國空軍提出的，在麻省理工學院的參加和協助下，終於在1949年取得了成功。1951年，他們正式製成了第一台電子管數控機床樣機，成功地解決了多品種小批量的復雜零件加工的自動化問題。以後，一方面數控原理從銑床擴展到銑鏜床、鑽床和車床，另一方面，則從電子管向晶體管、集成電路方向過渡。

1970年至1974年，由於小型計算機廣泛應用於機床控制，出現了3次技術突破。第一次是直接數字控制器，使一台小型電子計算機同時控制多台機床，出現了「群控」；第二次是計算機輔助設計，用一支光筆進行設計和修改設計及計算程序；第三次是按加工的實際情況及意外變化反饋並自動改變加工用量和切削速度，出現了自適控制系統的機床。

1968年，英國的毛林斯機械公司研製成了第一條數控機床組成的自動線，不久，美國通用電氣公司提出了「工廠自動化的先決條件是零件加工過程的數控和生產過程的程式控制」，於是，到70年代中期，出現了自動化車間，自動化工廠也已開始建造。

經過100多年的風風雨雨，機床的家族已日漸成熟，真正成了機械領域的「工作母機」。

車床的發展史

車床的發展大致可區分成四個階段，雛型期，基本架構期、獨立動力期與數值控制期，底下將針對 其 發
展的過程加以介紹。
車床的誕生不是發明出來的，而是逐漸演進而成，早在四千年前就記載有人利用簡單的拉弓原理完成鑽孔 的工作，這是有記錄最早的工具機，即使到目前仍可發現 以人力做為驅動力的手工鑽床，之後車床衍生而出，並被 用於木材的車削與鑽孔，英文中車床的名稱 Lathe(Lath 是 木板的意思 ) 就是由此而來，經過數百年的演進，車床的 進展很慢，木質的床身，速度慢且扭力低，除了用在木工 外，並不適合做金屬切削，直到工業革命前。這段期間可 稱為車床的雛型期
18 世紀開始的工業革命，象徵著以工匠主導的農業社會結束，取而代之的是強調大量生產的工業社會， 由於 各種金屬製品被大量使用，為了滿足金屬另件的加工，車床成了關鍵性設備， 18 世紀初車床的床身已是 金屬制，結構強度變大更適合做金屬切削，但因結構簡單， 只能做車削與螺旋方面的加工，到了 19 世紀才有完全以鐵制 零件組合完成的車床，再加上諸如螺桿等傳動機構的導入， 一部具有基本功能的車床總算開發出來。但因動力只能靠人 力、獸力或水力帶動，仍無法滿足需求，只能算是剛完成基 本架構的建構。

瓦特發明了蒸氣機，使得車床可藉由蒸氣產生動力用來驅動車床運 轉，此時 車床的動力是集中一處，再藉由皮帶與齒輪的傳遞分散到工廠各處的車床， 20 世紀初擁有獨立動力源的動力車床 (Engine Lathe) 終於被開發 ( 見圖三 ) ，也將車床帶到新的領域。此期間拜福特公司大量生產汽車所賜，許多汽車零件必須以車床加工，為了確保零件供應充足，供貨商必須大量采購車床才能應付所需，即使到今天車床的發展仍受到汽車產業的榮枯所左右。
20 世紀中，計算機被發明，不久計算機即被應用在工具機上，數值控制車床逐漸取代傳統車床成為工廠 利器 ，生產效率倍增，零件加工精度更是大幅提升，且隨著計算機軟、硬體日趨進步與成熟，許多以往視為 無法加工的技術一一被克服， CNC 化工具機的比率成了國家現代化 的重要指標。
從歷史的角度來看促使車床發展除了 18 世紀工業革命與 20 世 紀汽車業興起是主因外，另一項主因是切削刀具的進步，早期使用 的切削刀具材質是碳鋼，切削速度只能限制在 20m/min 以下，而且 加工精度不佳，之後刀具材質採用合金鋼，仍至今日的陶瓷刀具， 切削速度更提升到 1000m/min 以上，於是車床轉速愈來愈高，進給 速度也愈來愈快，而且加工精度也從百年前的 1mm 大幅提0.001mm ，進步之快除了刀具的改良與技術的提升，當然有數值控制的配合也是最大的功臣。

❸ 液壓岩心鑽機的發展趨勢

1.採用伸縮式桅桿

採用伸縮式桅桿可增加立根長度，減少起下 鑽輔助 時間。美 國 雷姆 公司 研 制的T130×D型伸縮桅桿式全液壓鑽機，是一款具有大提升力、大轉矩的車載鑽機。該鑽機採用先進的伸縮桅桿技術，使得鑽機在具備大行程和大工作高度能力的同時，還使鑽機更加小巧，運輸更加方便。

動力頭由液壓桅桿直接升舉，當動力頭提升時，第二級桅桿以1∶2的行程進行提升，直到動力頭到達頂部。動力頭行程為15.24m。

2.液壓缸升降式液壓鑽機

液壓缸升降式液壓鑽機的理念與傳統鑽機不同，它以液壓缸作為提升機構，取代傳統的卷揚機，減輕了重而大的井架，取消了天車、游動滑車等裝置。這種鑽機結構簡單，系統質量小，承載能力大，功率利用率高，鑽探成本低，安全性更好，它移動快且容易實現自動化作業。

瑞典山特維克 ONRAM1000/3型金剛石岩心鑽機，不設主卷揚機，只有取心卷揚機，用液壓缸提升鑽具，NQ 鑽桿鑽進深度600m。鑽機具有質量輕，便於使用和維護等特點，可在地表或地下坑道內使用。

美國2006年推出首台無絞車型動力頭鑽機，分三個型號，提升能力分別為400.5kN、578.5kN、801.0kN。

2007年德國 HerrenKnecht GmbH 公司研製深部鑽進取心鑽機InnovaRig，為雙液壓缸提升系統，行程22m，功率2000kW。

挪威在20世紀90年代末已將該種鑽機用於海洋鑽井船，鑽深能力達10058m。挪威MH 公司研製的 RamRig鑽機，已基本形成系列，提升載荷為1500～10000kN，其中提升載荷為3000kN的鑽機，頂驅行程為30m，最高提升速度為2m/s。RamRig鑽機由2個液壓缸的活塞桿上端共同支承游動滑輪組，一端有2個或4個滑輪，鋼絲繩死端固定在底座上，鋼繩繞過滑輪固定在頂驅裝置上，構成液壓缸—鋼絲繩倍速機構。頂驅的運動速度是活塞運動速度的2倍，頂驅的載荷是兩個液壓缸載荷的一半。如提升載荷為3000kN 的鑽機，其2個液壓缸最大推力為6000kN，活塞桿伸出行程為15m，頂驅運動行程為30m。頂驅上下運動就實現了鑽孔、起下鑽柱、下套管等作業。

義大利Drilmec公司於1994年成功開發了液壓缸升降式液壓鑽機，其 HH300型最大提升能力為2720kN，已批量生產，產品表現出良好的性能，使用該鑽機可大幅度的減少井隊人員。

3.深孔、超深孔液壓鑽機

深孔、超深孔岩心鑽機是大陸科學鑽探研發的課題。按孔深分類：小於2000m 的鑽機為淺鑽，中深鑽為2000～5000m，深鑽為5000～8000m，超深鑽大於8000m。

大陸科學鑽探要求鑽探設備對地層適應性強，環境適應性強，滿足多種鑽進工藝要求，根據地質要求岩樣直徑不小於100mm，要求岩心具有原樣性、連續性和完整性。

目前，我國深孔、超深孔施工均使用石油鑽井設備。在石油鑽井設備中頂驅裝置和卷揚機多採用交流變頻電驅動方式。

近年來，加拿大、德國、義大利、美國和挪威等國以液壓技術見長的公司，研製出多種類型液壓頂驅鑽機。如加拿大 Tesco公司生產 HS750/1100頂驅裝置提升能力5000/6000kN，額定功率805.5kW，最大鑽井轉矩61.73kNA·Am。美國 NOV 公司生產的TD350P型頂驅裝置提升能力為3500kN，功率385.9kW，最大鑽井轉矩37.26kN·m。挪威 MH 公司研究開發 Ramrig液壓驅動石油鑽機，鑽深15000m，額定載荷為10000kN。

液壓驅動與交流變頻電驅動相比，其特點是：

（1）尺寸小，質量輕，運移性非常好，井架、起升系統、底座等用一個拖車運輸，與傳統鑽機相比可減少拆裝運輸費用。

（2）能在較大范圍內實現無級調速和自動恆功率調節，具有運轉平穩、無沖擊、運動慣量小、易防止過載、操縱性好的優點。

（3）液壓驅動鑽機，採用液壓缸進行加減壓鑽進，並可自動送鑽。

（4）自動化程度高，鑽柱的排放、連接和上卸扣全部自動化，降低了勞動強度，減少了操作人員。

（5）模塊化程度高，安裝拆卸工作量小，速度快。

（6）更符合環保要求，液壓鑽機安全可靠、噪音低，對環境污染小。

4.向智能化鑽機方向發展

當今生產過程多用機械人來完成，智能鑽孔系統最終發展目標是 「地下鑽掘機器人」，它是由孔內執行機構、測量系統和控制系統三部分組成。孔內執行機構 （底部鑽具組成）好比機器的手，控制系統好比機器的大腦，而測量系統好比機器人的眼睛和感覺器官。

在鑽進過程中，孔內執行機構的動作應根據控制系統的指令來完成，而控制系統所發出的指令則應根據設計鑽孔的要求及實鑽測量反饋信號來確定。

鑽掘機器人必須能夠在地下復雜的地質環境及非常惡劣的環境下進行有效的工作，它必須能夠精確地探測前方和周圍的地質環境及本身的狀態，進而作出正確分析和決策，並且能自動適應周圍的工作環境。這種機器人是自動化鑽進的核心，是高端科技技術集成的產品，代表著未來鑽機的發展趨勢。

5.選用鋁合金或碳纖維材料鑽桿

鋁合金鑽桿是一種輕合金鑽桿，由於這類鑽桿在鑽進中具有明顯的優越性，20多年來在國外得到迅速發展。這種鑽桿與鋼鑽桿相比，有以下三個優點：

（1）在強度相同的情況下，質量輕得多。相同規格的鑽桿，鋁合金鑽桿為鋼鑽桿質量的一半。因而可以減少動力頭回轉器的轉矩及主卷揚機的提升負載，即節約動力。而且由於鋁合金鑽桿壁厚的增加，使其耐磨性增強，壽命延長。鋁合金鑽桿的壽命幾乎是普通薄壁鋼鑽桿的兩倍多。

（2）鋁合金鑽桿有較大的回彈力，因而其抗沖擊能力增加，從而改善了金剛石鑽頭在孔底的工作條件，使其壽命延長。

（3）鋁合金鑽桿抗腐蝕性強，除不易氧化外，還不易受酸性物質的侵蝕。可節省管材費用。

國外資料表明，使用鋁合金鑽桿，一般可增加鑽機鑽進能力20％～50％，提高生產率35％～40％ （這是由於機械鑽速提高了10％～30％），同時鑽桿壽命延長一倍多，金剛石鑽頭壽命延長20％～30％。用鋁合金鑽桿代替鋼質鑽桿，每噸鋁合金鑽桿可取得可觀的經濟效益。

碳纖維是一種力學性能優異的新材料，它的密度比鋁小，不到鋼的1/4，碳纖維增強樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500MPa以上，是鋼的7～9倍，比不銹鋼還耐腐蝕，比耐熱鋼還耐高溫。碳纖維將成為深井超深井鑽桿新興材料。

6.鑽機要適應創新的鑽進工藝要求

技術創新的核心內容是科學技術的發明與創造，其直接結果是推動科學技術進步，提高社會生產力的發展水平，進而促進社會經濟的增長。通過技術創新可實現技術跨越式發展，可使鑽探技術領域取得顯著成效。例一：前蘇聯科拉超深鑽，完成了世界唯一一口深度超過萬米的鑽井———12262m。這口井之所以能鑽進成功，起決定性作用的重大創新是：超前孔裸眼鑽進方法；鋁合金鑽桿；帶減速器的渦輪馬達井底驅動。例二：我國大陸科學鑽探工程科鑽一井，在堅硬的結晶岩中施工5000m 連續取心鑽孔，由於採用螺桿馬達—液動錘—金剛石取心鑽進方法，使機械鑽速提高50％以上，回次長度由3m 提高到8～9m，大大節省了施工時間和成本。研發新型鑽機，要充分滿足創新的鑽進工藝要求，並要有超前意識。

❹ 旋挖鑽機是哪個國家的人發明的發明人叫什麼名字

旋挖鑽機是二戰以後義大利人發明的，因使用中的高效率和可靠的質量，而為業主和建築公司帶來豐厚的利潤，後歐州人、日本人等隨著各國恢復建設的全面展開而大面積使用，使其更加完善，功能更多，目前己成為世界各國鐵路、公路、水利、工民建施工中的主要樁基成孔工具。旋挖鑽主要用來對地基基礎樁基成孔，其鑽頭有多種形式：如回轉斗、短螺旋、岩芯鑽頭等，根據地質條件的不同，更換不同的鑽頭，以達到高速、高質的成孔要求。旋挖鑽機是一種適合建築基礎工程中成孔作業的施工機械．廣泛用於市政建設、公路橋梁、高層建築等地基礎施工工程，配合不同鑽具，適應於乾式（短螺旋），或濕式（回轉斗）及岩層（岩心鑽）的成孔作業，旋挖鑽機具有裝機功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大、機動靈活，施工效率高及多功能特點。旋挖鑽機適應我國大部分地區的土壤地質條件，使用范圍廣，基本可滿足橋梁建設，高層建築地基礎等工程的使用．目前，旋挖鑽機已被廣泛推廣於各種鑽孔灌注樁工程。
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❺ 國內外鑽探技術的發展概況

18世紀中葉出現人力驅動的岩心鑽機和天然金剛石鑽頭。隨著蒸汽機的發明和日漸成熟，19世紀末出現了蒸汽動力驅動的轉速不高的人力給進鑽機。到20世紀初出現了螺旋給進鑽機。20世紀30～40年代，液壓技術開始用於鑽機的給進系統，具有多種調速范圍的變速箱也開始應用於岩心鑽機。從20世紀60～70年代起，隨著液壓傳動技術的發展和液壓元件質量的提高，出現了全液壓驅動和控制的動力頭式鑽機，從而開辟了岩心鑽探的新天地。通過100多年的發展，岩心鑽機由早期的機械傳動手把給進鑽機到後來的機械傳動液壓給進立軸鑽機發展到今天的全液壓動力頭鑽機以及自動化、智能化地質岩心鑽機。同時，孔底動力鑽具（潛孔錘、螺桿鑽、渦輪鑽、孔底電鑽等）也從發明到發展，至今已具有一定水平。從1862年天然金剛石用於製造金剛石鑽頭開始，岩心鑽探方法問世；1899年發明了鐵砂（鋼粒）鑽進；1916年硬質合金開始用於鑽探；1954年世界第一顆人造金剛石製造成功並用於製造金剛石鑽頭。人類經歷了天然金剛石表鑲鑽頭鑽探時代，鐵砂、鋼粒和硬質合金鑽探時代，人造金剛石孕鑲鑽頭鑽探時代至今到了人造復合超硬材料鑽探時代。

我國從19世紀末至20世紀初就已開始在國內進行礦產勘查。1949年前國內鑽探所用鑽機全部由國外引進，鑽機主要來自德、英、日、美等國家。1950年我國開動地質岩心鑽機139台，組建9個石油鑽井隊，就是當時全國擁有的鑽探機械。其中包括1947～1948年引進的10套具有當時先進水平的美國長年公司的液壓與螺旋給進的金剛石鑽探裝備。

20世紀50年代初，新中國從蘇聯大量引進當時並不先進的手把給進式鑽機，並開始仿製。60年代開始自行設計鑽機。之後，不斷引進當時世界上性能先進的鑽機（主要作樣機），並自行設計開發各種用途和類型的鑽探裝備，逐步形成XY、YL、CS、MK、TK和HXY等系列地質岩心鑽機。特別是70年代開始全面推廣金剛石鑽進技術，促進了我國地質岩心鑽機的研製與製造業的發展。到80年代就基本滿足了國內地質礦產調查的需要，並有部分向國外出口。90年代後，對全液壓動力頭式鑽機進行了有益探索，但因國內液壓傳動技術相對落後，研製的樣機未能推廣使用。進入21世紀，隨著液壓傳動技術的發展，我國開始研製新一代YDX系列全液壓動力頭式鑽機並不斷推廣，至今YDX系列及其他型號的國產全液壓動力頭式鑽機已推廣應用近千台套。

國外地質礦產勘查普遍採用全液壓高轉速動力頭式鑽機。國外鑽探機械裝備的發展不論是何種用途的鑽機，其發展趨勢均可歸納如下：

1）除部分用途以外，多數鑽探機械將具備一機多能，為用戶多向服務提供方便；

2）愈來愈多地採用拼裝式設計（Component Design），便於變形設計派生產品，便於採用集裝箱和空吊運輸；

3）更多地採用動力頭式鑽機。

近年來，西方發達國家無論是在新設備研製上還是在新工藝方法的應用上都有了突飛猛進的發展。目前，國外有能力研發深孔高速動力頭地質岩心鑽機的國家主要有加拿大、瑞典、美國、澳大利亞等。其中阿特拉斯公司（CS系列）及長年公司（LF系列）的地質岩心鑽機鑽進能力從600～2000m均形成了系列（圖2.1）。計算機控制只需單人操作的自動化鑽機達到實用化程度。

圖2.1 國外普遍使用的動力頭式鑽機

❻ 鏜床和鑽床有什麼區別

一、概念不同

1、鏜床

主要用鏜刀對工件已有的預制孔進行鏜削的機床。通常，鏜刀旋轉為主運動，鏜刀或工件的移動為進給運動。它主要用於加工高精度孔或一次定位完成多個孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關的其他加工面的加工。

2、鑽床

鑽床指主要用鑽頭在工件上加工孔的機床。通常鑽頭旋轉為主運動，鑽頭軸向移動為進給運動。鑽床結構簡單，加工精度相對較低，可鑽通孔、盲孔，更換特殊刀具，可擴、鍃孔，鉸孔或進行攻絲等加工。

加工過程中工件不動，讓刀具移動，將刀具中心對正孔中心，並使刀具轉動（主運動）。鑽床的特點是工件固定不動，刀具做旋轉運動。

二、分類不同

1、鏜床

1）卧式

卧式鏜床是鏜床中應用最廣泛的一種。

2）坐標

坐標鏜床是高精度機床的一種。它的結構特點是有坐標位置的精密測量裝置。

3）金剛

特點是以很小的進給量和很高的切削速度進行加工，因而加工的工件具有較高的尺寸精度（IT6），表面粗糙度可達到0.2微米。

2、鑽床

1）立式

工作台和主軸箱可以在立柱上垂直移動，用於加工中小型工件。

2）台式

簡稱台鑽。一種小型立式鑽床，最大鑽孔直徑為12～15毫米，安裝在鉗工台上使用，多為手動進鑽，常用來加工小型工件的小孔等。

3）搖臂式

主軸箱能在搖臂上移動，搖臂能回轉和升降，工件固定不動，適用於加工大而重和多孔的工件，廣泛應用於機械製造中。

三、維護保養不同

1、鏜床

1)工作開始前。檢查機床各部件機構是否完好，各手柄位置是否正常；清潔機床各部位，觀察各潤滑裝置，對機床導軌面直接澆油潤滑；開機低速空運轉一定時間。

2)工作過程中。主要是正確操作，不允許機床超負荷工作，不可用精密機床進行粗加工等。工作過程中發現機床有任何異常現象，應立即停機檢查。

3)工作結束後。清洗機床各部位，把機床各移動部件移到規定位置，關閉電源。

2、鑽床

1)鑽床應有操作規程：進行定期的維護、保養，出現故障注意記錄保護現場等。

2)電源要求。

3)鑽床在不使用時應該油封保存，外面覆蓋密封薄膜。

4)培訓和配備相應的操作人員、維修人員及編程人員。

❼ 機床發明的歷史

早在三千年前，古巴比倫人已經製成古代樹木機床等機械。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，手拿貝殼或石片等作為刀具，沿板條移動工具機切削工件。
歐洲中世紀的彈性桿棒車床運用的仍是這一原理。十五世紀歐洲出現的機床雛形滿足於製造鍾表和武器的需要，出現了鍾表匠用的 螺紋 車床和齒輪加工機床，以及水力驅動的炮筒鏜床。
1501年左右，義大利人 列奧納多·達芬奇 曾繪制過車 床、鏜床、螺紋加工機床和內圓磨床的構想草圖，其中已有曲柄飛輪、項尖和 軸承 等新機械。
現代機床的誕生
工業革命導致了各種機床的產生和改進，革命性的推動了機床的發展。1774年，英國人威爾金森發明了較精密的炮筒鏜床。次年，他用這台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，他又於1775年製造了一台水輪驅動 的汽缸鏜床，促進了蒸汽機的發展。從此，機床開始用蒸汽機通過 曲軸驅動。 1797年，英國人莫茲利創製成的車床由 絲杠 傳動刀架，能實現 機動進給和車削螺紋，這是機床結構的一次重大變革。莫茲利也因 此被稱為「英國機床工業之父」 19世紀，由於紡織、動力、交通運輸機械和軍火生產的推動， 各種類型的機床相繼出現。
1817年，英國人羅伯茨創制龍門刨床，1818年美國人惠特尼製成卧式銑床，1876年，美國製成萬能磨床。
1951年，美國麻省理工大學誕生世界上第一台數控機床。

❽ 第一台數控機床是那一年誕生的。是那個國家發明的。

好像是美國吧，哪年我不知道，但我知道中國第一台數控誕生在沈陽機床廠