世界上第一台真正的镗床就是这样诞生的！

什么是保龄球机？ 镗床主要是用镗刀对工件进行镗孔的机床。 如下图所示。 通常，镗杆的旋转是主要运动，镗杆或工件的移动是进给运动。 其加工精度和表面质量高于钻床，镗床是大型箱体零件加工的主要设备。

保龄球机前世的故事金粉们知道多少呢？ 今天我要向大家展示世界上第一台真正的保龄球机是如何诞生的。

镗床

在看第一台镗床之前，先看一下镗床主要加工的零件吧？ 镗床的主要功能是镗孔加工品的各种孔和孔系，特别适用于多孔箱体类零件(见下图)的加工。 另外，也可以加工平面、槽等。

箱体

人类在漫长的历史发展中，经过不懈的努力，取得了一次次的创新和进步。 一起寻找世界上第一台真正的保龄球机的发明者吧！

最早的镗床

列奥纳多迪皮耶罗达芬奇(1452—1519年)是意大利文艺复兴时期画家、科学家和人类智慧的象征，是意大利文艺复兴时期最著名的艺术家。 他不仅是一位大画家，还是未来学家、建筑师、数学家、音乐家、发明家、解剖学家、雕刻家、物理学家、机械工程师。 他以自己精湛的绘画技术闻名于世。 同时，他出现在现代科技的发明中，虽然他当时无法实现。

15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，以及水驱动的炮筒镗床。 1501年，达芬奇绘制过车床、镗床、螺纹加工机床、内圆磨床的构思草图，其中已有曲柄、飞轮、顶尖、轴承等机构。

保龄球被称为“机器之母”。 说到保龄球机，我们得先谈谈达芬奇。 这个传奇人物可能是最早用于金属加工的镗床的设计者。 他设计的镗床以水力或脚踏板为动力，镗刀紧贴工件旋转，工件固定在用起重机工作的移动台上。 1540年，中国的一位画家画了《火工术》，但也有同样的镗床画。 如图所示，这个与现代加工相似的镗床是用特别的砂轮一点一点地切削内部的玉石。 当时的镗床被用于空心铸件的精加工。

《火工术》 中的镗削

约翰斯密顿设计制作了切削汽缸内圆用的特殊机床

史密斯顿是18世纪最优秀的机械师，从小就对机器感兴趣。 上学后，他开始热衷于机床、蒸汽机等机器，自己制作、组装这些机器的模型，很快就体现出机械师的素质。 从学校毕业后，约翰史密斯决定去一位律师那里工作。 当了三年左右的律师后，他对当时逐渐发展起来的机械技术非常感兴趣，所以放弃了律师的工作。

约翰史密斯顿想成为真正的精密机械工，所以去了科学仪器、数学器具制造商工作。 当时，英国正处于跨越式发展阶段，工业发展一日千里，交通、煤矿开采、港口建设等项目进展顺利。 生产所需的各种机器也陆续被制造出来。

以前，约翰史密斯顿在约克郡自家附近的煤矿看到使用纽科门式气压蒸汽机驱动排水泵时，对这种大型装置产生了极大的兴趣。 这也是他后来制造蒸汽机的原因。

在气压蒸汽机的制作者纽科克去世后的相当长的一段时间里，“理论家”们都没有注意到这台机器。 纽门气压蒸汽机的发展，必须依靠实干家。 第一个对蒸汽动力表现出极大兴趣并着手改进的机械师是史密斯顿。

做蒸汽机时，史密斯顿最困扰的事情是加工气缸。 把大缸内圆加工成圆形是相当困难的。 为此，史密斯顿在卡伦钢铁厂制造了一种特殊的机床来切削缸内的圆。 该镗床用水车由动力驱动，其长轴前端装有刀具，刀具在缸内旋转，可加工其内圆。 如果将刀具安装在长轴的前端，会发生轴的挠曲等问题，因此加工正圆形的气缸非常困难。 因此，史密斯顿采用多次改变气缸位置的方式进行加工。 后来，比尔金森改进了这台镗床，精确加工了内圆。 通过改善加工精度，史密斯顿将纽科门式气压蒸汽机的效率提高了一倍以上。

世界上第一台真正的镗床诞生了

约翰威尔金森，英国人，发明家，世界上第一台真正的镗床，也就是炮筒镗床的发明者。

约翰威尔金森

威尔金森20岁的时候，他家搬到了斯塔福德郡。 因为他建造了比尔顿的第一座炼铁厂，威尔金森被誉为“斯塔福德郡的铁匠”。 1774年，47岁的威尔金森在父亲的工厂里经过一番努力，终于制造出了以如此罕见的精度挖掘大炮炮筒的新机器。 值得一提的是，1808年，威尔金森去世后，葬在自己设计的铸铁棺材里。 到了17世纪，由于军事需要，火炮制造业发展非常迅速，如何制造火炮炮筒成为人们迫切需要解决的一大课题。 1769年瓦特获得实用蒸汽机专利后，气缸加工精度成为蒸汽机的重要问题。

面对这些难题，威尔金森于1774年发明的保龄球机发挥了很大的作用。 其实，准确地说，威尔金森的镗床是一种可以精密加工大炮的钻头，如图所示，是一种两端安装在轴承上的空心圆柱形镗刀。 他用这个炮筒保龄球的缸也满足了瓦特蒸汽机的要求。 1775年，世界上第一台真正的保龄球机诞生了。

炮筒镗床图

威尔金森在1776年制造了更精确的水轮机驱动的气缸镗床，如下图所示。 这台镗床利用水轮机转动材料圆筒，以此为中心向固定的刀具推进。 由于刀具与材料之间存在相对运动，材料被镗孔为高精度的圆柱形孔。 镗床的发明促进了蒸汽机的发展，从此机床开始在蒸汽机中通过曲轴驱动。

汽缸镗床

但是威尔金森的这项发明没有申请专利保护，人们模仿它安装。 1802年，瓦特在书中谈到了威尔金森的这项发明，并在他的索霍钢铁厂进行了仿制。 后来，瓦特在制造蒸汽机汽缸和活塞时，应用了一个很棒的机器——威尔金森。 本来，对活塞来说，可以在外面一边测量尺寸一边切削，但对汽缸来说不是那么简单，必须使用镗床。 当时，瓦特使用水车旋转金属圆筒，使固定在中心的刀具前进，切削圆筒内部。 结果，直径75英寸(1英寸=2.54厘米)的缸的厚度误差还不到一个硬币的厚度，这在当时是先进的。

镗床为瓦特的蒸汽机作出了重要贡献

如果没有蒸汽机，当时就不会发生第一次工业革命的浪潮。 蒸汽机自身的发展和应用，除了必要的社会机遇外，技术上的一些前提条件也不容忽视。 因为制造蒸汽机的零件，并不是木匠刨木那么简单，需要将金属做成特殊的形状，而且加工精度也很高，没有相应的技术设备是做不到的。

1764年，格拉斯哥大学收到了要求修理的纽科门蒸汽机，任务交给了瓦特。 瓦特把它修好后，看到它工作很辛苦，我觉得应该改善它，就像老人呼吸着，颤抖着运行着一样。 他主要注意到汽缸随着蒸汽忽热忽冷，忽冷忽热，白白浪费了很多热量。 能不能让它一直不冷，让活塞像往常一样工作？ 于是他决心自己出钱租用地下室，收集几台废弃的蒸汽机，制造新机器。

从那以后，瓦特一整天都在摆弄这些机器，两年后，终于想出了新机器的样子。 但是点火一看，那个汽缸漏气了，瓦特想办法，用毛毡包起来，用油布包起来，几个月过去了，也治不好这个毛病。 瓦特没有放弃，经过不懈的努力，终于设计了与气缸不同的冷凝器。 这样热效率就增加了3倍，使用的煤炭减少了1/4。 当这个关键环节被突破时，瓦特突然感到前途一片光明。 他又去大学问布莱克教授一个理论问题。 教授还介绍了他认识了发明保龄球机的威尔金森。 他们用保龄球筒制造汽缸和活塞，解决了最令人头疼的漏气问题。

1784年，瓦特的蒸汽机安装了曲轴和飞轮，活塞可以被两侧输入的蒸汽连续推动，无需人力调节闸门，世界上第一台真正的蒸汽机应运而生。

1880年，德国开始生产带有前后立柱和工作台的卧式镗床。 为了适应特大、重型工件的加工，20世纪30年代落地镗床得到了发展。 随着铣床工作量的增加，50年代出现了落地铣床。 随着钟表设备制造业的发展，需要加工孔距误差小的设备，瑞士出现了坐标镗床。 目前，为了提高镗床的定位精度，光学读取头或数字显示装置被广泛采用。 一些镗床采用数控系统进行坐标定位和加工过程自动化。