木工機械簡史
木工機械發(fā)展簡史
原始木工機械木工工具始于原始時代的石器，有石斧、石錛、石鋸等。公元前4000年左右，有了青
銅制作的鋸子、鑿子、錛子、鉆頭。弓鉆大約在公元前2000年前開始使用。公元前1000年左右，開始使
用鐵制的木工工具。木工機械出現的要晚得多，大部分是在十五世紀十六世紀后出現的。
弓拉車床（Bowlathe）是一個例外，它由弓拉鉆演化而來，大約公元前740年之前在埃及被發(fā)明出來
。還一個說法，說是希臘的特奧多魯斯（TheodorieGreat，一454~―526）于公兀前532年發(fā)明的D如所示
，把一條繩子饒在木棒上前后拉動，木棒就往復旋轉，再用手拿著旋刀在木棒向里側旋轉時把木棒旋圓
。這是簡單的木工車床，現在有的地方仍在使用。
在之后，到了羅馬時代，弓拉車床發(fā)展為桿拉）如所示，纏饒工件的繩子的一端系在有彈性的木條
（lath）上，另一端系在腳踏板上，踏動踏板就可以使工件來回旋轉。英文車桿拉車床桿拉車床之后是
大輪車床，如所示，一個人用曲柄轉動一個大輪子，通過繩子帶動工件沿一個方向旋轉。
文藝復興時代的藝術家、技術家、科學家列奧納多達芬奇（14521519）曾經設計過“旋工用小型車
床”，使用了曲柄聯(lián)桿機構，并配置了飛輪。此外，他設計的加工木制水管的專用鉆床，在力學原理上
比一后加工水管用的鉆床要完備的多。
另外，他所研究設計的手動鋸機，利用曲柄帶動鋸子作往復運動，并安裝了大飛輪。
大輪車床真正稱得上古老的木工機械是框鋸機（Framesaw、Framegangsaw）?？驌且环N古老技
術，可以追溯到古羅馬時代和古希臘時代，是在使用鐵器之后，從埃及人的青銅“拉鋸”演變來的?？?br />
鋸機是由歐洲的坑鋸（Pitsaw）發(fā)展而來。1250年，法國一個名叫恩庫魯的鐘表研究家研究出利用7JC力
工作的機械鋸，使推式鋸多次自動往復動作，有可能是臥式框鋸機1387年在德國巴伐利亞州的奧格斯堡
（Augsburg）就有了框鋸機。所示的框鋸機是早期的立式框鋸機，鋸框上只有一根鋸條，鋸框上下運動
鋸切木材。到了十六世紀，發(fā)展成為多根鍋條的框鋸機。在工業(yè)革命之前，其動力有人力、畜力、風力
和水利等。有關記載多見于德國、荷蘭、挪威、瑞典等國。
蘭被發(fā)明出來，由于當時鋸身以及軸承的制造技術不成熟而無實用價值。其后，由英國帆船制造家
塞謬勒密勒（SamuelMiller）1777年制造了實用的木工圓鋸機，并申請了專利。1808年，英國的布
魯納制造出用鋼鐵制作的結實的圓鋸片，成功地使用蒸汽機拖動圓鋸機鋸切木材。
（Haten）的英國人，于1776年申請的專利。該包床的刨刃往復運動以刨削固定在工作臺的工件，但
實用性差。
近代木工機械近代木工機械是伴隨著次工業(yè)革命的到來而出現的。
作為近代木工機械的標志是旋轉切削方式（Rotarycatting）即周鐵木材方式的問世。旋轉切削方式
是由英國人塞繆勒本瑟姆（Samuel將它引入軍艦修造所。本瑟姆在1791~1793年間相繼發(fā)明了平刨床
（Planerjointer）、木工鐵床（Shaper，Moulder）、開禪機（Matcher）、單板旋切機
（Veneercuttingmachiner）、鍋切單板用扇形圓銀機（Segmentcircular）以及挫鍋機
（Sharpeningmachiner）等，申請了專利。這些機床成為當今木工機床的始祖。因此，本瑟姆被譽為木
工機械之父。其后，出生在法國的人馬克依桑巴爾布律內爾（MarcIsambarbrunel）（1769~1849）
與本瑟姆合作搞了許多發(fā)明，1805 ~1808年間申請了兩個新型圓銀機的專利，使圓鋸機成為加工木材的
主導機床。發(fā)明臺螺紋車床的亨利莫茲利（HenryMaudslay，1771~1831）參與了許多木工機床的制
造。由此開創(chuàng)了使用機械大批生產木制品的先河。
（1748~1814）是十八世紀英國的機械技術家，發(fā)明過水洗便器以及仍普遍使用的圓形暗鎖
。布拉默于1802年發(fā)明了橫式創(chuàng)床（Traversepanermachiner），幾把刀固定在一個水平圓盤上，向端面
鐵床那樣，圓盤由一根垂直軸帶動旋轉，工件由送料車帶動通過刀具，成為現在立式端銑平刨床的始祖
。
木工機床2004No.1 1808年英國人威廉姆鈕伯里（WilliamNewbery）發(fā)明了有上下兩個鋸輪的立式帶
鋸機（Bandsaw），其結構原理跟目前的十分接近，由于帶鋸條的制造技術不成熟而無法應用，后來由法
國人解決而實用化。
近代木工機械的重心十九世紀初葉由英國轉移到了，其標志是1S18年人托馬斯布蘭查德
（ThomasBlanchard）發(fā)明的自動車床（Atutomaticlathe）。如所7K，這是一臺自動仿形車床，是專門
為制造槍托而發(fā)明的，此外還能加工鞋楦、斧柄以及其它不規(guī)則形體的木制品。布蘭查德還發(fā)明了加工
船用木料的方法，它能使木料彎曲后不開裂。
托馬斯布蘭查德的自動車床獨立戰(zhàn)爭之后，經濟飛速發(fā)展，但工業(yè)勞力奇缺，加之英國對
在技術方面進行封鎖。工人和勞動成本的昂貴引發(fā)企業(yè)家用機器代替手工勞動。于是在掀起一股加
工機械化的省力發(fā)明的潮流，這股潮流一直順利地發(fā)展到十九世紀早期的十幾年間。在工業(yè)革新方面廣
泛借助機器加工金屬和木材，原來由英國人發(fā)明的鉆床、車床和刨床，現在由人加以改造，使之成
為專用機床。
由通用機床到專用機床，這是木工機床的一次革命。上面所說的布蘭德車床就是木工機床方面的一
個佐證和開端?！凹庸つ静牡臋C器也是精巧的。這主要是生產的機器。在，甚至加工木材的機
器比英國應用的更廣泛”隨后，人在木工機械方面就有了如下發(fā)明。
1820年，的伊斯曼發(fā)明了僅在鋸齒部分使用高硬度金屬的制鋸方法。
改進了圓鋸機。
從此，木工機械不但應用在造船以及車輛制造業(yè)，而且應用在家具、農具、建筑、土木等行業(yè)，極
大地推動了木制品產量的提高。
現代的木工鉆床是1857年由意大利人馬爾奇諾尼發(fā)明的，鉆頭是螺旋鉆，鉆屑沿螺旋槽排除。
1900年復式帶鋸問世，解決了因原木徑級減小所帶來的鋸切效率降低問題。
早投入市場，當時采用的孔距為32mm.至今仍然沿用這一孔距作為板式家具的標準孔距。
這一期間，人造板機械的情況如下。
臺膠合板旋切機發(fā)明一說是1818年，另一說是俄國人1819年發(fā)明，還有一說是英國人發(fā)明。
臺單板刨切機起源于法國，由CharlesPicot研制于1934年申請專利，經過三十年的努力才應用
于工業(yè)化生產。
纖維板起源于中國，早在公元105年中國創(chuàng)立了分離纖維制造紙張的技術。但實際上纖維板工業(yè)是在
二十世紀初才出現。1898年在英國建立了個用四周圓網制板機生產半硬質纖維板的工廠。1926年，
利用Mason的纖維分離方法生產纖維板。1931年（一說1928年）年，瑞典人Asphrnd發(fā)明了連續(xù)式木
片磨漿機（熱磨機），并于1932年建立了家用此法生產纖維板的工廠。
爆破法即通常所說的馬松奈脫法（Masonite -process）早在密西西比州勞雷爾的馬松奈脫工
廠采用。
1941年，在德國的不來梅建立了個具有規(guī)模的刨花板廠。1947~1949年，西德的
OttoKreibaum發(fā)展了連續(xù)式立式擠壓成型機，工藝簡單，生產成本低。1952年8月，在弗尼亞州阿爾
塔維斯塔的Lane公司臺試驗性臥式擠壓機開始運行，1953年設計了年產3300~4000M3的擠壓機，板厚
19mm，每周工作12小時。引人注目的是，在英國發(fā)展了巴特列夫壓機（Bartrevpress）連續(xù)平壓機的出
現與使用使人造板生產大幅度提高。KUsters浮動乳輥是世界上個可以控制撓度的軋輥，1956年發(fā)明
，將其應用在KstersPress的開發(fā)上。臺連續(xù)平壓機1977年在比利時一家工廠運行，壓制的大板寬
為2.7，產量達1077m3/24h，板厚誤差為±0.1.此后，連續(xù)壓機廣泛應用于刨花板、MDF、定向刨花板、
華夫板、石膏纖維板、水泥刨花板、軟木板、PVC板等生產上。
現代木工機械NC和CNC技術在木工機械的應用把木工機械帶進了現代木工機械時代。1952年，出
于軍事工業(yè)的需要，由帕森斯（Parsons）公司和麻省理工學院研制成功三坐標數控銑床。之后，數控機
床技術由軍用轉為民用，1958年展出樣機。鏤銑機是早采用數控機床技術的木工機床。
計算機控制的木工鏤銑機之后，計算機技術在木材加工中應用日益廣泛。
控制的自動化制材廠，整個原木剖分過程和成材分選作業(yè)都在中心控制室控制。
1968年日本莊田鐵工株式會社首先開發(fā)了NC-m型數控鏤銑機，實現了木工機械數字化控制零的突破
；1983年英國的Wakin公司開發(fā)了CNC數控鏤銑機，了木工機械機電一體化產品。從此，德、意、日
以及臺灣等廠商相繼開發(fā)了各木工機床2004No.種形式的CNC鏤銑機和CNC加工中心。
同年，意大利SCM公司研制了用于加工木制窗框柔性制造系統(tǒng)FMS（Flexible ManufacturingSytem）
，開創(chuàng)了木材工業(yè)應用柔性制造系統(tǒng)的先河。在NC的基礎上，配置了自動交換裝置和測量監(jiān)控裝置，由
計算機數控或單元控制系統(tǒng)即組成柔性制造系統(tǒng)，一般可降生產成本40% ~50%，設備利用率從單臺使用
的5%提高到90%以上。意大利SCN公司研制的FMS的設備由一臺成型四面刨，兩組直角傳送輥，一臺雙面開
榫機，一臺貫穿式四面刨組成，八小時可以變換二十八種工作，停機時間不超過5%，加工一件窗框僅用
2~5分鐘。
邊機，1954年又發(fā)明了自動封邊機，1977年發(fā)明了曲線封邊機。
1952年，荷蘭的公司早生產圓角榫開榫機（橢圓榫開榫機），作為框接榫的圓角榫比框接直角榫
容易加工，所以該機種逐漸應用推廣。
五十年代末和六十年代初，人LionlPese在華盛頓州西雅圖獨自研制了一臺削方機，這臺削方機
應用了刨削原理，把木材削成方材。1962年華盛頓謝爾頓ErnestRunnion，申請了另一臺削方機的專利，
同樣應用刨削原理，而把木材削成階梯形。還有一臺削方機是把木材的兩側削成平面。
在這之后，削方機發(fā)展成銑鋸聯(lián)合制材機。
七十年代初、中期，在許多鋸木機械廠為了提高搖尺裝置精度，開發(fā)了滾珠絲桿原木跑車。第
一臺數控搖尺和滾珠絲桿跑車是俄勒崗州波特蘭的Columbia公司制成，該跑車的車樁的定位精度控
制在0.0254mm之內。1978年開發(fā)了更有效的液壓直線定位器，車樁的定位精度±005mm，車樁的速度
230280mm/s；整體車樁行程總體只有±0.025mm誤差。
二十世紀八十年代英國SDI公司研制了Trekksaw型移動臥式帶鋸機，有一鋁合金框架，兩名5工人就
可以移動鋸架。
帶有浮動卡夾盤和水潤滑的鋸夾子。到了七十年代，許多工廠使用了浮動夾盤和花鍵軸鋸夾系
設計與研究Design統(tǒng)。
七十年代中期，研制出了圓排鋸機，經過不斷的改進，理想的是具有導向鋸夾的花鍵軸、無鋸片
夾盤的圓鋸機。這期間，單軸多片圓鍋機和雙軸多片圓鋸機相繼問世。
七十年代末，進行了以磨削替代木材刨削工藝的研究，用沙帶代替木工刨床的刨刀。該工藝加
工精度高，噪聲低，但消耗功率太大。
在膠合板生產方面，出現了無卡軸旋切機。早在1980年就有了無卡軸旋切機的設想。臺無卡軸
旋切機是德科薩斯州的Dibo丨丨的Demco的CharlesShchmidt公司于1983年研制成功。其后由
Durand-Raute公司對其加以改進，制造了2號樣機，由U.S.DurandRante售出，這就是所謂的代無卡
軸旋切機。新型是1988年10月間問世。
木材表面技術裝備中值得一提的是三維復面壓機，也稱異型部件復面壓機。早期的三維復面壓
機是1977年前西德生產的MFP型，膠料是脲醛膠，復面材料是微薄木以及可以彎曲的復面材料。上壓板有
一層彈性薄膜氣墊，借助上壓板與彈性薄膜之間的液體熱介質的壓力把復面材料貼合在基材上。之后，
發(fā)展成為使用空氣取代了液體作為壓力介質的壓機。德國比客樂（Burkle）公司的異型部件復面壓機是
在1991年Ligna（漢諾威木工機械博覽會）上展出，工作原理是以無薄膜氣墊的熱成型體系中壓
力疊加而進行的，復面材料為熱塑性縮料薄膜材料，如PVC、聚乙烯、ABS、聚丙烯等，是無薄膜氣墊的
，基材是中密度纖維板1969年，臺鋸板機問世，由斯瓦賓赫曼麥司橫沙沙光機。
1971年，日本丸仲鐵工社開發(fā)了精光刨，形成了系列產品，由初的單面精光刨發(fā)展為雙面、雙刃
精光刨。
1975年，日本菊川鐵工所研發(fā)了立式端銑平刨床，它可以根據刨削寬度把兩把以上的端面恍刀組成
切削刀具來銑削平面，由于使用了硬質合金刀塊，所以能加工硬質木制材，噪音低，加工表面光潔，受
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世解決了細長仿型工件加工容易彎曲的問題，可謂是對木工機械的不小的貢獻。
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