钻床发明人

❶ 普通车床发展史

机床是将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为”工作母机”或”工具机”，习惯上简称机床。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占机器总制造工作量的40％-60％，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。
（一）机床的发展简史
1.1 古代树木机床公元前二千多年出现的树木车床是机床最早的雏形。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。
1.2 十五世纪的机床雏形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。1501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guo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，加上沙子和水来剖切玉石。
1.3 工业革命导致了各种机床的产生和改进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；1818年美国人惠特尼制成卧式铣床；1876年，美国制成万能外圆磨床；1835和1897年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，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。
工业技术发展的中心，从十九世纪起，就悄悄从英国移向美国。把英国的技术声望夺过去的人中，惠特尼堪称佼佼者。惠特尼聪颖过人，具有远见卓识，他率先研究出了作为大规模生产的可更换部件的系统。至今还很活跃的惠特尼工程公司，早在19世纪四十年代就研制成功了一种转塔式六角车床。这种车床是随着工件制做的复杂化和精细化而问世的，在这种车床中，装有一个绞盘，各种需要的刀具都安装在绞盘上，这样，通过旋转固定工具的转塔，就可以把工具转到所需的位置上。
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。
1.4 1900年**精密化时期19世纪末到20世纪初，单一的车床已逐渐演化出了铣床、刨床、磨床、钻床等等，这些主要机床已经基本定型，这样就为20世纪前期的精密机床和生产机械化和半自动化创造了条件。
在20世纪的前20年内，人们主要是围绕铣床、磨床和流水装配线展开的。由于汽车、飞机及其发动机生产的要求，在大批加工形状复杂、高精度及高光洁度的零件时，迫切需要精密的、自动的铣床和磨床。由于多螺旋线刀刃铣刀的问世，基本上解决了单刃铣刀所产生的振动和光洁度不高而使铣床得不到发展的困难，使铣床成为加工复杂零件的重要设备。
被世人誉为“汽车之父”的福特，提出：汽车应该是“轻巧的、结实的、可靠的和便宜的”。为了实现这一目标，必须研制高效率的磨床，为此，美国人诺顿于1900年用金刚砂和刚玉石制成直径大而宽的砂轮，以及刚度大而牢固的重型磨床。磨床的发展，使机械制造技术**了精密化的新阶段。
1.5 1920年**半自动化时期在1920年以后的30年中，机械制造技术**了半自动化时期，液压和电器元件在机床和其他机械上逐渐得到了应用。1938年，液压系统和电磁控制不但促进了新型铣床的发明，而且在龙门刨床等机床上也推广使用。30年代以后，行程开关——电磁阀系统几乎用到各种机床的自动控制上了。
1.6 1950年**自动化时期第二次世界大战以后，由于数控和群控机床和自动线的出现，机床的发展开始**了自动化时期。数控机床是在电子计算机发明之后，运用数字控制原理，将加工程序、要求和更换刀具的操作数码和文字码作为信息进行存贮，并按其发出的指令控制机床，按既定的要求进行加工的新式机床。
1.6.1 世界第一台数控机床（铣床）诞生（1951年）数控机床的方案，是美国的帕森斯在研制检查飞机螺旋桨叶剖面轮廓的板叶加工机时向美国空军提出的，在麻省理工学院的参加和协助下，终于在1949年取得了成功。1951年，他们正式制成了第一台电子管数控机床样机，成功地解决了多品种小批量的复杂零件加工的自动化问题。以后，一方面数控原理从铣床扩展到铣镗床、钻床和车床，另一方面，则从电子管向晶体管、集成电路方向过渡。1958年。美国研制成能自动更换刀具，以进行多工序加工的加工中心。
1.6.2 世界第一条数控生产线诞生（1968年）1968年，英国的毛林斯机械公司研制成了第一条数控机床组成的自动线，不久，美国通用电气公司提出了“工厂自动化的先决条件是零件加工过程的数控和生产过程的程控”，于是，到70年代中期，出现了自动化车间，自动化工厂也已开始建造。
1970年至1974年，由于小型计算机广泛应用于机床控制，出现了三次技术突破。第一次是直接数字控制器，使一台小型电子计算机同时控制多台机床，出现了“群控”；第二次是计算机辅助设计，用一支光笔进行设计和修改设计及计算程序；第三次是按加工的实际情况及意外变化反馈并自动改变加工用量和切削速度，出现了自适控制系统的机床。
经过100多年的风风雨雨，机床的家族已日渐成熟，真正成了机械领域的“工作母机”。

❷ 在人类还未发明机床时,第一台机床又是怎样制造出来的呢

第一台镗床问世

工场手工业虽然是相对落后的，但是它却训练和造就了许许多多的技工，他们尽管不是专门制造机器的行家里手，但他们却能制造各种各样的手工器具，例如刀、锯、针、钻、锥、磨以及轴类、套类、齿轮类、床架类等等，其实机器就是由这些零部件组装而成的。

说起镗床，还先得说说达·芬奇。这位传奇式的人物，可能就是最早用于金属加工的镗床的设计者。他设计的镗床是以水力或脚踏板作为动力，镗削的工具紧贴着工件旋转，工件则固定在用起重机带动的移动台上。1540年，另一位画家画了一幅《火工术》的画，也有同样的镗床图，那时的镗床专门用来对中空铸件进行精加工。

到了17世纪，由于军事上的需要，大炮制造业的发展十分迅速，如何制造出大炮的炮筒成了人们亟需解决的一大难题。

世界上第一台真正的镗床是1775年由威尔金森发明的。其实，确切地说，威尔金森的镗床是一种能够精密地加工大炮的钻孔机，它是一种空心圆筒形镗杆，两端都安装在轴承上。

1728年，威尔金森出生在美国，在他20岁时，迁到斯塔福德郡，建造了比尔斯顿的第一座炼铁炉。因此，人称威尔金森为“斯塔福德郡的铁匠大师”。1775年，47岁的威尔金森在他父亲的工厂里经过不断努力，终于制造出了这种能以罕见的精度钻大炮炮筒的新机器。有意思的是，1808年威尔金森去世以后，他就葬在自己设计的铸铁棺内。

但是，威尔金森的这项发明没有申请专利保护，人们纷纷仿造它，安装它。1802年，瓦特也在书中谈到了威尔金森的这项发明，并在他的索霍铁工厂里进行仿制。以后，瓦特在制造蒸汽机的汽缸和活塞时，也应用了威尔金森这架神奇的机器。原来，对活塞来说，可以在外面一边量着尺寸，一边进行切削，但对汽缸就不那么简单了，非用镗床不可。当时，瓦特就是利用水轮使金属圆筒旋转，让中心固定的刀具向前推进，用以切削圆筒内部，结果，直径75英寸的汽缸，误差还不到一个硬币的厚度，这在当对是很先进的了。

在以后的几十年间，人们对威尔金森的镗床作了许多改进。1885年，英国的赫顿制造了工作台升降式镗床，这已成为了现代镗床的雏型。

车床诞生记

早在古埃及时代，人们已经发明了将木材绕着它的中心轴旋转时用刀具进行车削的技术。起初，人们是用2根立木作为支架，架起要车削的木材，利用树枝的弹力把绳索卷到木材上，拉动绳子转动木材，用刀具车削。

这种古老的方法逐渐演化，发展成了在滑轮上绕二三圈绳子，绳子架在弯成弓形的弹性杆上，来回推拉弓使加工物体旋转从而进行车削，这便是“弓车床”。

到了中世纪，有人设计出了用脚踏板旋转曲轴并带动飞轮，再传动到主轴使其旋转的“脚踏车床”。16世纪中叶，法国有一个叫贝松的设计师设计了一种用螺丝杠使刀具滑动的车螺丝用的车床，可惜的是，这种车床并没有推广使用。

时间到了18世纪，又有人设计了一种用脚踏板和连杆旋转曲轴，可以把转动动能贮存在飞轮上的车床上，并从直接旋转工件发展到了旋转床头箱，床头箱是一个用于夹持工件的卡盘。

在发明车床的故事中，最引人注目的是一个名叫莫兹利的英国人，因为他于1797年发明了划时代的刀架车床，这种车床带有精密的导螺杆和可互换的齿轮。

莫兹利生于1771年，18岁的时候，他是发明家布拉默的得力助手。据说，布拉默原先一直是干农活的，16岁那年因一次事故致使右踝伤残，才不得不改行从事机动性不强的木工活。他的第一项发明便是1778年的抽水马桶，莫兹利开始一直帮助布拉默设计水压机和其他机械，直到26岁才离开布拉默，因为布拉默粗暴地拒绝了莫利兹提出的把工资增加到每周30先令以上的请求。

就在莫兹利离开布拉默的那一年，他制成了第一台螺纹车床，这是一台全金属的车床，能够沿着2根平行导轨移动的刀具座和尾座。导轨的导向面是三角形的，在主轴旋转时带动丝杠使刀具架横向移动。这是近代车床所具有的主要机构，用这种车床可以车制任意节距的精密金属螺丝。

3年以后，莫兹利在他自己的车间里制造了一台更加完善的车床，上面的齿轮可以互相更换。不久，更大型的车床也问世了，为蒸汽机和其他机械的发明立下了汗马功劳。

19世纪，由于高速工具钢的发明和电动机的应用，车床不断完善，终于达到了高速度和高精度的现代水平。

刨床和铣床

在发明过程中，许多事情往往是相辅相承、环环相扣的：为了制造蒸汽机，需要镗床相助；蒸汽机发明发后，从工艺要求上又开始呼唤龙门刨床了。可以说，正是蒸汽机的发明，导致了“工作母机”从镗床、车床向龙门刨床的设计发展。其实，刨床就是一种刨金属的“刨子”。

由于蒸汽机阀座的平面加工需要，从19世纪初开始，很多技术人员开始了这方面的研究，其中有理查德·罗伯特、理查德·普拉特、詹姆斯·福克斯以及约瑟夫·克莱门特等，他们从1814年开始，在25年的时间内各自独立地制造出了龙门刨床。这种龙门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，这种刨床还没有送刀装置，正处在从“工具“向“机械”的转化过程之中。到了1839年，英国一个名叫博德默的人终于设计出了具有送刀装置的龙头刨床。

另一位英国人内史密斯从1831年起的40年内发明制造了加工小平面的牛头刨床，它可以把加工物体固定在床身上，而刀具作往返运动。

此后，由于工具的改进、电动机的出现，龙门刨床一方面朝高速切割、高精度方向发展，另一方面朝大型化方向发展。

19世纪，英国人为了蒸汽机等工业革命的需要发明了镗床、刨床，而美国人为了生产大量的武器，则专心致志于铣床的发明。铣床是一种带有形状各异铣刀的机器，它可以切削出特殊形状的工件，如螺旋槽、齿轮形等。

早在1664年，就有人依靠旋转圆形刀具制造出了一种用于切削的机器，这可算是原始的铣床了。当然，真正确立铣床在机器制造中地位的，要算美国人惠特尼了。

1818年，惠特尼制造了世界上第一台普通铣床，但是，铣床的专利却是英国的博德默于1839年捷足先“得”的。

1862年，美国的布朗制造出了世界上最早的万能铣床，这种铣床在备有万有分度盘和综合铣刀方面是划时代的创举。万能铣床的工作台能在水平方向旋转一定的角度，并带有立铣头等附件。同时，布朗还设计了一种经过研磨也不会变形的成形铣刀，接着还制造了磨铣刀的研磨机，使铣床达到了现在这样的水平。
磨床和钻床

磨削是人类自古以来就知道的一种古老技术，旧石器时代，磨制石器用的就是这种技术。以后，随着金属器具的使用，促进了研磨技术的发展。但是，设计出名副其实的磨削机械还是近代的事情，即使在19世纪初期，人们依然是通过旋转天然磨石，让它接触加工物体进行磨削加工的。

1864年，美国制成了世界上第一台磨床，这是在车床的溜板刀架上装上砂轮，并且使它具有自动传送的一种装置。过了12年以后，美国的布朗发明了接近现代磨床的万能磨床。

人造磨石的需求也随之兴起。如何研制出比天然磨石更耐磨的磨石呢？1892年，美国人艾奇逊试制成功了用焦炭和砂制成的碳化硅，这是一种现称为C磨料的人造磨石；2年以后，以氧化铝为主要成份的A磨料又试制成功，这样，磨床便得到了更广泛的应用。

以后，由于轴承、导轨部分的进一步改进，磨床的精度越来越高，并且向专业化方向发展，出现了内圆磨床、平面磨床、滚磨床、齿轮磨床、万能磨床等等。

与磨削技术相似，钻孔技术也有着久远的历史。考古学家现已发现，公元前4000年，人类就发明了打孔用的装置。古人在两根立柱上架个横梁，再从横梁上向下悬挂一个能够旋转的锥子，然后用弓弦缠绕带动锥子旋转，这样就能在木头石块上打孔了。不久，人们还设计出了称为“辘轳”的打孔用具，它也是利用有弹性的弓弦，使得锥子旋转。

到了1850年前后，德国人马蒂格诺尼最早制成了用于金属打孔的麻花钻；1862年在英国伦敦召开的国际博览会上，英国人惠特沃斯展出了由动力驱动的铸铁柜架的钻床，这便成了近代钻床的雏形。

以后，各种钻床接连出现，有摇臂钻床、备有自动进刀机构的钻床、能一次同时打多个孔的多轴钻床等。由于工具材料和钻头的改进，加上采用了电动机，大型的高性能的钻床终于制造出来了。

不断发展的车床

19世纪末到20世纪初，单一的车床已逐渐演化出了铣床、刨床、磨床、钻床等等，这些主要机床已经基本定型，这样就为20世纪前期的精密机床和生产机械化和半自动化创造了条件。

在20世纪的前20年内，人们主要是围绕铣床、磨床和流水装配线展开的。由于汽车、飞机及其发动机生产的要求，在大批加工形状复杂、高精度及高光洁度的零件时，迫切需要精密的、自动的铣床和磨床。由于多螺旋线刀刃铣刀的问世，基本上解决了单刃铣刀所产生的振动和光洁度不高而使铣床得不到发展的困难，使铣床成为加工复杂零件的重要设备。

被世人誉为“汽车之父”的福特，提出：汽车应该是“轻巧的、结实的、可靠的和便宜的”。为了实现这一目标，必须研制高效率的磨床，为此，美国人诺顿于1900年用金刚砂和刚玉石制成直径大而宽的砂轮，以及刚度大而牢固的重型磨床。磨床的发展，使机械制造技术进入了精密化的新阶段。

在1920年以后的30年中，机械制造技术进入了半自动化时期，液压和电器元件在机床和其他机械上逐渐得到了应用。1938年，液压系统和电磁控制不但促进了新型铣床的发明，而且在龙门刨床等机床上也推广使用。30年代以后，行程开关——电磁阀系统几乎用到各种机床的自动控制上了。

第二次世界大战以后，由于数控和群控机床和自动线的出现，机床的发展开始进入了自动化时期。数控机床是在电子计算机发明之后，运用数字控制原理，将加工程序、要求和更换刀具的操作数码和文字码作为信息进行存贮，并按其发出的指令控制机床，按既定的要求进行加工的新式机床。

数控机床的方案，是美国的帕森斯在研制检查飞机螺旋桨叶剖面轮廓的板叶加工机时向美国空军提出的，在麻省理工学院的参加和协助下，终于在1949年取得了成功。1951年，他们正式制成了第一台电子管数控机床样机，成功地解决了多品种小批量的复杂零件加工的自动化问题。以后，一方面数控原理从铣床扩展到铣镗床、钻床和车床，另一方面，则从电子管向晶体管、集成电路方向过渡。

1970年至1974年，由于小型计算机广泛应用于机床控制，出现了3次技术突破。第一次是直接数字控制器，使一台小型电子计算机同时控制多台机床，出现了“群控”；第二次是计算机辅助设计，用一支光笔进行设计和修改设计及计算程序；第三次是按加工的实际情况及意外变化反馈并自动改变加工用量和切削速度，出现了自适控制系统的机床。

1968年，英国的毛林斯机械公司研制成了第一条数控机床组成的自动线，不久，美国通用电气公司提出了“工厂自动化的先决条件是零件加工过程的数控和生产过程的程控”，于是，到70年代中期，出现了自动化车间，自动化工厂也已开始建造。

经过100多年的风风雨雨，机床的家族已日渐成熟，真正成了机械领域的“工作母机”。

车床的发展史

车床的发展大致可区分成四个阶段，雏型期，基本架构期、独立动力期与数值控制期，底下将针对 其 发
展的过程加以介绍。
车床的诞生不是发明出来的，而是逐渐演进而成，早在四千年前就记载有人利用简单的拉弓原理完成钻孔 的工作，这是有记录最早的工具机，即使到目前仍可发现 以人力做为驱动力的手工钻床，之后车床衍生而出，并被 用于木材的车削与钻孔，英文中车床的名称 Lathe(Lath 是 木板的意思 ) 就是由此而来，经过数百年的演进，车床的 进展很慢，木质的床身，速度慢且扭力低，除了用在木工 外，并不适合做金属切削，直到工业革命前。这段期间可 称为车床的雏型期
18 世纪开始的工业革命，象征着以工匠主导的农业社会结束，取而代之的是强调大量生产的工业社会， 由于 各种金属制品被大量使用，为了满足金属另件的加工，车床成了关键性设备， 18 世纪初车床的床身已是 金属制，结构强度变大更适合做金属切削，但因结构简单， 只能做车削与螺旋方面的加工，到了 19 世纪才有完全以铁制 零件组合完成的车床，再加上诸如螺杆等传动机构的导入， 一部具有基本功能的车床总算开发出来。但因动力只能靠人 力、兽力或水力带动，仍无法满足需求，只能算是刚完成基 本架构的建构。

瓦特发明了蒸气机，使得车床可藉由蒸气产生动力用来驱动车床运 转，此时 车床的动力是集中一处，再藉由皮带与齿轮的传递分散到工厂各处的车床， 20 世纪初拥有独立动力源的动力车床 (Engine Lathe) 终于被开发 ( 见图三 ) ，也将车床带到新的领域。此期间拜福特公司大量生产汽车所赐，许多汽车零件必须以车床加工，为了确保零件供应充足，供货商必须大量采购车床才能应付所需，即使到今天车床的发展仍受到汽车产业的荣枯所左右。
20 世纪中，计算机被发明，不久计算机即被应用在工具机上，数值控制车床逐渐取代传统车床成为工厂 利器 ，生产效率倍增，零件加工精度更是大幅提升，且随着计算机软、硬件日趋进步与成熟，许多以往视为 无法加工的技术一一被克服， CNC 化工具机的比率成了国家现代化 的重要指标。
从历史的角度来看促使车床发展除了 18 世纪工业革命与 20 世 纪汽车业兴起是主因外，另一项主因是切削刀具的进步，早期使用 的切削刀具材质是碳钢，切削速度只能限制在 20m/min 以下，而且 加工精度不佳，之后刀具材质采用合金钢，仍至今日的陶瓷刀具， 切削速度更提升到 1000m/min 以上，于是车床转速愈来愈高，进给 速度也愈来愈快，而且加工精度也从百年前的 1mm 大幅提0.001mm ，进步之快除了刀具的改良与技术的提升，当然有数值控制的配合也是最大的功臣。

❸ 液压岩心钻机的发展趋势

1.采用伸缩式桅杆

采用伸缩式桅杆可增加立根长度，减少起下 钻辅助 时间。美 国 雷姆 公司 研 制的T130×D型伸缩桅杆式全液压钻机，是一款具有大提升力、大转矩的车载钻机。该钻机采用先进的伸缩桅杆技术，使得钻机在具备大行程和大工作高度能力的同时，还使钻机更加小巧，运输更加方便。

动力头由液压桅杆直接升举，当动力头提升时，第二级桅杆以1∶2的行程进行提升，直到动力头到达顶部。动力头行程为15.24m。

2.液压缸升降式液压钻机

液压缸升降式液压钻机的理念与传统钻机不同，它以液压缸作为提升机构，取代传统的卷扬机，减轻了重而大的井架，取消了天车、游动滑车等装置。这种钻机结构简单，系统质量小，承载能力大，功率利用率高，钻探成本低，安全性更好，它移动快且容易实现自动化作业。

瑞典山特维克 ONRAM1000/3型金刚石岩心钻机，不设主卷扬机，只有取心卷扬机，用液压缸提升钻具，NQ 钻杆钻进深度600m。钻机具有质量轻，便于使用和维护等特点，可在地表或地下坑道内使用。

美国2006年推出首台无绞车型动力头钻机，分三个型号，提升能力分别为400.5kN、578.5kN、801.0kN。

2007年德国 HerrenKnecht GmbH 公司研制深部钻进取心钻机InnovaRig，为双液压缸提升系统，行程22m，功率2000kW。

挪威在20世纪90年代末已将该种钻机用于海洋钻井船，钻深能力达10058m。挪威MH 公司研制的 RamRig钻机，已基本形成系列，提升载荷为1500～10000kN，其中提升载荷为3000kN的钻机，顶驱行程为30m，最高提升速度为2m/s。RamRig钻机由2个液压缸的活塞杆上端共同支承游动滑轮组，一端有2个或4个滑轮，钢丝绳死端固定在底座上，钢绳绕过滑轮固定在顶驱装置上，构成液压缸—钢丝绳倍速机构。顶驱的运动速度是活塞运动速度的2倍，顶驱的载荷是两个液压缸载荷的一半。如提升载荷为3000kN 的钻机，其2个液压缸最大推力为6000kN，活塞杆伸出行程为15m，顶驱运动行程为30m。顶驱上下运动就实现了钻孔、起下钻柱、下套管等作业。

意大利Drilmec公司于1994年成功开发了液压缸升降式液压钻机，其 HH300型最大提升能力为2720kN，已批量生产，产品表现出良好的性能，使用该钻机可大幅度的减少井队人员。

3.深孔、超深孔液压钻机

深孔、超深孔岩心钻机是大陆科学钻探研发的课题。按孔深分类：小于2000m 的钻机为浅钻，中深钻为2000～5000m，深钻为5000～8000m，超深钻大于8000m。

大陆科学钻探要求钻探设备对地层适应性强，环境适应性强，满足多种钻进工艺要求，根据地质要求岩样直径不小于100mm，要求岩心具有原样性、连续性和完整性。

目前，我国深孔、超深孔施工均使用石油钻井设备。在石油钻井设备中顶驱装置和卷扬机多采用交流变频电驱动方式。

近年来，加拿大、德国、意大利、美国和挪威等国以液压技术见长的公司，研制出多种类型液压顶驱钻机。如加拿大 Tesco公司生产 HS750/1100顶驱装置提升能力5000/6000kN，额定功率805.5kW，最大钻井转矩61.73kNA·Am。美国 NOV 公司生产的TD350P型顶驱装置提升能力为3500kN，功率385.9kW，最大钻井转矩37.26kN·m。挪威 MH 公司研究开发 Ramrig液压驱动石油钻机，钻深15000m，额定载荷为10000kN。

液压驱动与交流变频电驱动相比，其特点是：

（1）尺寸小，质量轻，运移性非常好，井架、起升系统、底座等用一个拖车运输，与传统钻机相比可减少拆装运输费用。

（2）能在较大范围内实现无级调速和自动恒功率调节，具有运转平稳、无冲击、运动惯量小、易防止过载、操纵性好的优点。

（3）液压驱动钻机，采用液压缸进行加减压钻进，并可自动送钻。

（4）自动化程度高，钻柱的排放、连接和上卸扣全部自动化，降低了劳动强度，减少了操作人员。

（5）模块化程度高，安装拆卸工作量小，速度快。

（6）更符合环保要求，液压钻机安全可靠、噪音低，对环境污染小。

4.向智能化钻机方向发展

当今生产过程多用机械人来完成，智能钻孔系统最终发展目标是 “地下钻掘机器人”，它是由孔内执行机构、测量系统和控制系统三部分组成。孔内执行机构 （底部钻具组成）好比机器的手，控制系统好比机器的大脑，而测量系统好比机器人的眼睛和感觉器官。

在钻进过程中，孔内执行机构的动作应根据控制系统的指令来完成，而控制系统所发出的指令则应根据设计钻孔的要求及实钻测量反馈信号来确定。

钻掘机器人必须能够在地下复杂的地质环境及非常恶劣的环境下进行有效的工作，它必须能够精确地探测前方和周围的地质环境及本身的状态，进而作出正确分析和决策，并且能自动适应周围的工作环境。这种机器人是自动化钻进的核心，是高端科技技术集成的产品，代表着未来钻机的发展趋势。

5.选用铝合金或碳纤维材料钻杆

铝合金钻杆是一种轻合金钻杆，由于这类钻杆在钻进中具有明显的优越性，20多年来在国外得到迅速发展。这种钻杆与钢钻杆相比，有以下三个优点：

（1）在强度相同的情况下，质量轻得多。相同规格的钻杆，铝合金钻杆为钢钻杆质量的一半。因而可以减少动力头回转器的转矩及主卷扬机的提升负载，即节约动力。而且由于铝合金钻杆壁厚的增加，使其耐磨性增强，寿命延长。铝合金钻杆的寿命几乎是普通薄壁钢钻杆的两倍多。

（2）铝合金钻杆有较大的回弹力，因而其抗冲击能力增加，从而改善了金刚石钻头在孔底的工作条件，使其寿命延长。

（3）铝合金钻杆抗腐蚀性强，除不易氧化外，还不易受酸性物质的侵蚀。可节省管材费用。

国外资料表明，使用铝合金钻杆，一般可增加钻机钻进能力20％～50％，提高生产率35％～40％ （这是由于机械钻速提高了10％～30％），同时钻杆寿命延长一倍多，金刚石钻头寿命延长20％～30％。用铝合金钻杆代替钢质钻杆，每吨铝合金钻杆可取得可观的经济效益。

碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的密度比铝小，不到钢的1/4，碳纤维增强树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MPa以上，是钢的7～9倍，比不锈钢还耐腐蚀，比耐热钢还耐高温。碳纤维将成为深井超深井钻杆新兴材料。

6.钻机要适应创新的钻进工艺要求

技术创新的核心内容是科学技术的发明与创造，其直接结果是推动科学技术进步，提高社会生产力的发展水平，进而促进社会经济的增长。通过技术创新可实现技术跨越式发展，可使钻探技术领域取得显著成效。例一：前苏联科拉超深钻，完成了世界唯一一口深度超过万米的钻井———12262m。这口井之所以能钻进成功，起决定性作用的重大创新是：超前孔裸眼钻进方法；铝合金钻杆；带减速器的涡轮马达井底驱动。例二：我国大陆科学钻探工程科钻一井，在坚硬的结晶岩中施工5000m 连续取心钻孔，由于采用螺杆马达—液动锤—金刚石取心钻进方法，使机械钻速提高50％以上，回次长度由3m 提高到8～9m，大大节省了施工时间和成本。研发新型钻机，要充分满足创新的钻进工艺要求，并要有超前意识。

❹ 旋挖钻机是哪个国家的人发明的发明人叫什么名字

旋挖钻机是二战以后意大利人发明的，因使用中的高效率和可靠的质量，而为业主和建筑公司带来丰厚的利润，后欧州人、日本人等随着各国恢复建设的全面展开而大面积使用，使其更加完善，功能更多，目前己成为世界各国铁路、公路、水利、工民建施工中的主要桩基成孔工具。旋挖钻主要用来对地基基础桩基成孔，其钻头有多种形式：如回转斗、短螺旋、岩芯钻头等，根据地质条件的不同，更换不同的钻头，以达到高速、高质的成孔要求。旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械．广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等地基础施工工程，配合不同钻具，适应于干式（短螺旋），或湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）的成孔作业，旋挖钻机具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活，施工效率高及多功能特点。旋挖钻机适应我国大部分地区的土壤地质条件，使用范围广，基本可满足桥梁建设，高层建筑地基础等工程的使用．目前，旋挖钻机已被广泛推广于各种钻孔灌注桩工程。
如需了解更多旋挖钻机方面的知识，请访问下面的网址。

❺ 国内外钻探技术的发展概况

18世纪中叶出现人力驱动的岩心钻机和天然金刚石钻头。随着蒸汽机的发明和日渐成熟，19世纪末出现了蒸汽动力驱动的转速不高的人力给进钻机。到20世纪初出现了螺旋给进钻机。20世纪30～40年代，液压技术开始用于钻机的给进系统，具有多种调速范围的变速箱也开始应用于岩心钻机。从20世纪60～70年代起，随着液压传动技术的发展和液压元件质量的提高，出现了全液压驱动和控制的动力头式钻机，从而开辟了岩心钻探的新天地。通过100多年的发展，岩心钻机由早期的机械传动手把给进钻机到后来的机械传动液压给进立轴钻机发展到今天的全液压动力头钻机以及自动化、智能化地质岩心钻机。同时，孔底动力钻具（潜孔锤、螺杆钻、涡轮钻、孔底电钻等）也从发明到发展，至今已具有一定水平。从1862年天然金刚石用于制造金刚石钻头开始，岩心钻探方法问世；1899年发明了铁砂（钢粒）钻进；1916年硬质合金开始用于钻探；1954年世界第一颗人造金刚石制造成功并用于制造金刚石钻头。人类经历了天然金刚石表镶钻头钻探时代，铁砂、钢粒和硬质合金钻探时代，人造金刚石孕镶钻头钻探时代至今到了人造复合超硬材料钻探时代。

我国从19世纪末至20世纪初就已开始在国内进行矿产勘查。1949年前国内钻探所用钻机全部由国外引进，钻机主要来自德、英、日、美等国家。1950年我国开动地质岩心钻机139台，组建9个石油钻井队，就是当时全国拥有的钻探机械。其中包括1947～1948年引进的10套具有当时先进水平的美国长年公司的液压与螺旋给进的金刚石钻探装备。

20世纪50年代初，新中国从苏联大量引进当时并不先进的手把给进式钻机，并开始仿制。60年代开始自行设计钻机。之后，不断引进当时世界上性能先进的钻机（主要作样机），并自行设计开发各种用途和类型的钻探装备，逐步形成XY、YL、CS、MK、TK和HXY等系列地质岩心钻机。特别是70年代开始全面推广金刚石钻进技术，促进了我国地质岩心钻机的研制与制造业的发展。到80年代就基本满足了国内地质矿产调查的需要，并有部分向国外出口。90年代后，对全液压动力头式钻机进行了有益探索，但因国内液压传动技术相对落后，研制的样机未能推广使用。进入21世纪，随着液压传动技术的发展，我国开始研制新一代YDX系列全液压动力头式钻机并不断推广，至今YDX系列及其他型号的国产全液压动力头式钻机已推广应用近千台套。

国外地质矿产勘查普遍采用全液压高转速动力头式钻机。国外钻探机械装备的发展不论是何种用途的钻机，其发展趋势均可归纳如下：

1）除部分用途以外，多数钻探机械将具备一机多能，为用户多向服务提供方便；

2）愈来愈多地采用拼装式设计（Component Design），便于变形设计派生产品，便于采用集装箱和空吊运输；

3）更多地采用动力头式钻机。

近年来，西方发达国家无论是在新设备研制上还是在新工艺方法的应用上都有了突飞猛进的发展。目前，国外有能力研发深孔高速动力头地质岩心钻机的国家主要有加拿大、瑞典、美国、澳大利亚等。其中阿特拉斯公司（CS系列）及长年公司（LF系列）的地质岩心钻机钻进能力从600～2000m均形成了系列（图2.1）。计算机控制只需单人操作的自动化钻机达到实用化程度。

图2.1 国外普遍使用的动力头式钻机

❻ 镗床和钻床有什么区别

一、概念不同

1、镗床

主要用镗刀对工件已有的预制孔进行镗削的机床。通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工，此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。

2、钻床

钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。

加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动（主运动）。钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运动。

二、分类不同

1、镗床

1）卧式

卧式镗床是镗床中应用最广泛的一种。

2）坐标

坐标镗床是高精度机床的一种。它的结构特点是有坐标位置的精密测量装置。

3）金刚

特点是以很小的进给量和很高的切削速度进行加工，因而加工的工件具有较高的尺寸精度（IT6），表面粗糙度可达到0.2微米。

2、钻床

1）立式

工作台和主轴箱可以在立柱上垂直移动，用于加工中小型工件。

2）台式

简称台钻。一种小型立式钻床，最大钻孔直径为12～15毫米，安装在钳工台上使用，多为手动进钻，常用来加工小型工件的小孔等。

3）摇臂式

主轴箱能在摇臂上移动，摇臂能回转和升降，工件固定不动，适用于加工大而重和多孔的工件，广泛应用于机械制造中。

三、维护保养不同

1、镗床

1)工作开始前。检查机床各部件机构是否完好，各手柄位置是否正常；清洁机床各部位，观察各润滑装置，对机床导轨面直接浇油润滑；开机低速空运转一定时间。

2)工作过程中。主要是正确操作，不允许机床超负荷工作，不可用精密机床进行粗加工等。工作过程中发现机床有任何异常现象，应立即停机检查。

3)工作结束后。清洗机床各部位，把机床各移动部件移到规定位置，关闭电源。

2、钻床

1)钻床应有操作规程：进行定期的维护、保养，出现故障注意记录保护现场等。

2)电源要求。

3)钻床在不使用时应该油封保存，外面覆盖密封薄膜。

4)培训和配备相应的操作人员、维修人员及编程人员。

❼ 机床发明的历史

早在三千年前，古巴比伦人已经制成古代树木机床等机械。树木车床是机床最早的雏形。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，沿板条移动工具机切削工件。
欧洲中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理。十五世纪欧洲出现的机床雏形满足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。
1501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 等新机械。
现代机床的诞生
工业革命导致了各种机床的产生和改进，革命性的推动了机床的发展。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，1818年美国人惠特尼制成卧式铣床，1876年，美国制成万能磨床。
1951年，美国麻省理工大学诞生世界上第一台数控机床。

❽ 第一台数控机床是那一年诞生的。是那个国家发明的。

好像是美国吧，哪年我不知道，但我知道中国第一台数控诞生在沈阳机床厂