追根溯源,作为工程师你知道机床的祖先是谁?

《蒙娜丽莎的微笑》

  画家与设计师

  且慢,你是不是以为一开始就会一本正经的讲机床的历史。别急,咱们先来看两幅画。

  这个大家都知道,世界上出镜率最高的女人之一。

  还有这幅,大型聚会多人专用COS摆拍指导。

  《最后的晚餐》

  我想大家都知道以上两幅画的作者是谁吧,一看到就肯定会条件反射的想到,对就是下面这老头。

  列奥纳多达芬奇自画像

  达芬奇作为欧洲文艺复兴时期最完美的代表,一直以画作最为人熟知,其实他老人家还兼职发明家与科学家,各类设计的手稿长达7000多页,现存5000多页,涵盖的主题包括生物学手稿、工程设计手稿、机械学手稿等。达芬奇的设计手稿中大量的可以运用于生产交通和军事中,说了那么半天和机床有什么关系呢,让我们继续往下看。

  这张相信不用说也知道了,这也是是达芬奇手稿中的设计,不过是车床。

  达芬奇车床设计稿

  再看看复原模型,利用石盘翻滚来带动主轴翻滚,比起同时期的车床原型已经有了很大进步了。

  达芬奇机床复原模型

  别以为这只是模型而已,还真的有人用达芬奇机床来做木料加工,感叹天才的发明总是能够成为现实。

  达芬奇车床的实际使用操作

  还有这台锯木头的锯床,直到大规模电动化与机械化以前,大家锯木头还是得靠锯子来进行人工操作。

  达芬奇锯床复原模型

  小编挑选了部分达芬奇关于机械的设计稿,这些手稿创作于1501年左右,在这些奇思妙想的设计稿中,已经设计出了车床、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、顶尖和轴承等新机构。

  看了这么多达芬奇的机械设计,该是机床原型登场的时候啦,其实下面的才是正史。

  机床的原型

  人之所以从猿猴进化,靠的就是咱们这双手,不过光靠手也不行,所以必须得有工具来进行协助。想想人类的祖先还真是聪明,为了更方便的用工具进行加工,机床最早原型的树木车床就这样诞生啦,大概距今二千多年前吧。

  作为原型来说还是比较粗糙,大家看图就知道了。操作的时候用脚踩住绳子下方套圈,利用树枝的韧性把工件带动旋转,用石片或者贝壳等物作为刀具,将刀具沿着横条对物品进行切割的操作。

  树木车床,确如其名

  十三世纪,机床原型也在发展,你总不能老是挂树上吧,这时候就有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,也称之为弹性杆棒车床,不过除了刀具是真用金属外,操作原理还是跟原先一模一样的。

  1395年杆棒机床出现在德国

  这时候只要脚踩踏板就行了,注意头上的木条,靠它上下带来动力

  很清晰的浊刻画,这时候的机床原型还主要是用来加工木料

  说了欧洲的再来说说咱中国。同一时期的明朝出版了一本奇书叫《天工开物》,记载了明朝中古及以前的各项技术,看过就能知道什么叫古人的智慧,可以看一下。

  这本书里也记载了磨床的结构,这里利用了类似欧洲中世纪脚踏机床的原理,用脚踏的方法使金属盘旋转,配合沙子和水来加工玉石。

  《天工开物》中的磨床结构

  用扎砣来切割玉石,你看那熟悉的脚踏板,一样已经可以替换的扎砣(刀具)。

  《开工天物》扎砣图

  你看右边桌上的冲砣,大小型号一应俱全,看玉料的大小来选择合适的工具。

  《开工天物》冲砣图

  这个就类似于现代加工中的镗削。然后用特别的砣一点一点地把内部的玉磨掉,想想古代的工匠还真是干的有挑战性。

  《开工天物》掏堂图

  咱们再把目光放到欧洲,一个叫贝松的法国人设计出了一种通过过螺丝杆使刀具滑动的用来车螺丝的车床,刀具终于不再是固定在一个位置的了,看介绍说是并没有推广使用,不知为何。

  贝松车床的设计稿,已经有点现代机床的样子了

  这个阶段的机床原型就介绍完了,可以看出虽然原型在不断发展,但是动力来源还是没有脱离最初的树木车床,持续不断的动力还真的是很大问题,毕竟咱们人再厉害还是会疲劳的。