USA 08美国磨床的谱系

砂岩与刚玉砂：磨床的起源（1818—1859 年）

19 世纪初，磨削是磨刀或抛光表面的工作，并不是决定尺寸的加工。砂轮用的是与河滩上的石头一样的天然砂岩，或者是含铁较多的天然氧化铝——刚玉砂（emery）的颗粒。1818 年，Thomas Blanchard 答应为 Springfield 兵工厂制造一台研磨枪管的机器。这台机器用皮带以每分钟 400 转带动一块厚度超过枪管长度的大砂岩砂轮，工匠一边用手柄转动枪管，一边用身体压住杠杆，把枪管压向砂轮^[1]。天然的大石头又重、平衡又差，精度全凭工匠的手艺。

尽管如此，美国的机械工很早就开始关注“用磨削统一尺寸”。Providence（Rhode Island 州）的 James Wheaton 于 1834 年 5 月取得专利的机器，把工件用顶尖支承并放在往复工作台上，让它在动力驱动的砂轮前自动往复。顶尖内装有弹簧，用来释放磨削热引起的工件伸长；砂轮磨损后可以用丝杠把砂轮架推近，还能用靠模板磨出形状。从与 Wheaton 同时代的 Jonathan Bridges 的说明可知，这类“纺锤磨床”在 1830 年以前就已在使用。研究者 Woodbury 认为，今天外圆磨床的基本要素此时已大致齐备^[1]。

磨削平面的机器也诞生了。1831 年 J. W. Stone 取得的平面磨床专利，具有动力进给的平工作台和用弹簧压紧的砂轮（说明书在专利局的火灾中遗失）。1853 年 Samuel Darling 取得专利的平面磨床，工作台在卧轴砂轮下方沿 V 形导轨自动往复，并具有横向进给和上下调整，形状与今天的平面磨床非常相似^[2][1]。Darling 于 1866 年加入 Brown & Sharpe，这项专利也归该公司所有。

这个时代的变化。从木架到铁架、从手摇到动力旋转和动力进给，磨床由此成为“机床”。不过，砂轮要么是天然石头，要么是在铸铁圆盘上涂胶（骨胶）、撒上刚玉砂颗粒的手工制品，性能参差不齐。精度靠车床保证、磨削只用于抛光精加工的时代仍在延续。

Brown & Sharpe 的万能磨床（1860—1885 年）

把磨削变为精密加工的是钟表和缝纫机。约 1860 年，有人为 Nashua（New Hampshire 州）的一家钟表公司制造了小型精密磨床；1862 年它被转到 Waltham 的 American Watch Company，成为以具有互换性的精度制造钟表零件的工具^[1]。

为缝纫机制造的磨削车床

Providence 的 J. R. Brown & Sharpe 从 1858 年开始制造 Willcox & Gibbs 缝纫机。针杆和轴要淬火，无法用车床精加工。于是该公司在 14 英寸车床的溜板上装上刚玉砂砂轮，并加装自动进给和换向装置，制成了磨削车床（1864 年 11 月的图纸）。此后又陆续加上让工件在固定顶尖（死顶尖）上旋转的拨盘、中心架和浇水口，几年内造了约 30 台，刊登在 1867 年的第一本产品目录上^[1][3]。但由于是车床改装，刚性不足，甚至要在溜板上压重物来抑制振动。第一位负责人 Thomas Goodrum 的日薪是 7 美元，磨削是高薪的绝活^[1]。

从零开始为磨削设计的机床

Joseph R. Brown 构想的不是改装车床，而是从零开始为磨削而设计的机床。1868 年 4 月 10 日的图纸，是在往复工作台上放置可改变角度的回转工作台，并且头架也可以回转的结构。由于工厂繁忙，方案一度被搁置，1874 年 6 月开始制造，加上可回转的砂轮架、横向进给手轮和内圆磨削附件后，刊登在 1875 年 1 月 1 日的产品目录上^[1][4]。

1876 年，Brown & Sharpe 把这台万能磨床送到 Philadelphia 的美国建国百年博览会（Centennial Exposition）展出，评审称赞它坚固且设计周到。展出的 1 号机在闭幕后卖给了 Mulhouse 的一家公司，而工厂自用的第一台机器，是在 Brown 于 7 月 23 日去世几天后才开始运转的^[4][3]。Woodbury 的书写的是“1876 年的 Paris 博览会”，但 1876 年 Paris 并没有举办世博会，这里采用了该公司工程师 Burlingame（1910 年）和 Roe（1916 年）的记述。专利（美国专利 187,770）于 1877 年 2 月 27 日授予遗产管理人，内容包括回转工作台上的回转头架等今天万能磨床的基本结构，直至磨削成形面的装置^[5][6]。

当时任 Brown & Sharpe 工长、后来创办 Cadillac 的 Henry M. Leland 回忆，这台机床给工厂带来的变化在于：可以先淬火、再磨削，精确地完成精加工；导轨受到保护，免受磨粒侵害；工件在死顶尖上旋转，不会带入主轴的误差^[1]。用磨削去除淬火变形——今天这种工序顺序就是从这里开始的。

平面磨床、内圆磨床与重型轧辊的磨削

Brown & Sharpe 随后在 1877 年推出龙门刨床式平面磨床和普通外圆磨床，1880 年推出内圆磨削附件，1883 年推出立柱式、1885 年推出升降台式、1887 年推出端面式平面磨床，磨床的主要类型在 10 年间基本齐备。1885 年又出版了工匠手册《Treatise on Grinding Machines》，总结说磨削既可用于淬火材料也可用于未淬火材料，便宜、快速，精度和加工表面都好，并大篇幅介绍了用量规测量^[1]。

重型工件则催生了另一种思路。约 1870 年，J. Morton Poole 在磨削造纸用大型轧辊的机器中，把两个砂轮像钟摆一样吊起来，借助重力只磨掉轧辊比目标尺寸粗的地方。这种机构不依赖导轨的直线度，而是让工件自身去修正误差，能磨出笔直且粗细一致的轧辊^[1]。

砂轮的革命：陶瓷结合剂与人造磨料（1856—1925 年）

无论磨床多么精密，只要砂轮性能参差不齐，关于该用哪种砂轮、以多少 m/s 旋转的知识就无法积累。到 1860 年左右为止，砂轮都是机械工自己做的：在铸铁圆盘上淋上胶、撒上刚玉砂颗粒，再用油石修整。这种砂轮不耐用，只能用于轻微的精加工^[1]。

用“结合剂”固结磨粒

于是人们开始尝试用结合剂把磨粒固结成整体砂轮。1859 年，T. J. Mayall 取得用硫化橡胶固结刚玉砂的专利，以“Vulcanite”的名称销售（橡胶结合剂后来在无心磨削的导轮中延续下来）。用硅酸钠固结的砂轮、烧结固化的砂轮也都有人尝试^[1]。

今天砂轮的主流——陶瓷结合剂（用黏土、长石烧结而成）砂轮，诞生于 Worcester（Massachusetts 州）的陶器厂。1873 年，F. B. Norton 工厂的陶工 Swen Pulson 把刚玉砂和黏土烧结，第三次尝试时成功做出了砂轮。1877 年 2 月，Norton 以使用长石的形式取得专利；1885 年 6 月，承接该业务的 Norton Emery Wheel Company（后来的 Norton Company）成立^[1][7][3]。砂轮的硬度（结合度）由 John Jeppson 凭插入工具时的手感来判定，并按从软到硬的顺序用字母排列。这就是今天用字母表示砂轮硬度的做法的由来^[1]。1884 年，Detroit 的 Gilbert Hart 的试验表明，天然的近乎纯净的氧化铝——刚玉，磨削性能远胜刚玉砂；到 1893 年，磨粒的主角已转为刚玉^[1]。

砂轮必须与机床配套考虑。1886 年来到 Brown & Sharpe 的 Charles H. Norton（与 F. B. Norton 并无血缘关系）查明，公司内磨削故障的原因是砂轮平衡不良，以及相对于砂轮的结合度而言圆周速度过高。他还用显微镜观察磨屑，证明只要砂轮选得正确，就会像刀具一样产生细小的切屑^[1]。Norton Company 以实际使用速度的 2 倍转速对砂轮进行试验，并把结果写在砂轮的标签上出厂^[1]。

Carborundum 与人造刚玉

天然刚玉价格高，性能也不稳定。1891 年 3 月，在电灯公司工作的 Edward G. Acheson 在用电炉加热黏土和碳的试验中，在碳电极周围发现了发蓝光的坚硬晶体。这是碳化硅（SiC），他取碳（carbon）和刚玉（corundum）之意，命名为“Carborundum”。这是自然界中不存在的、最早的人造磨料^[11][1]。Acheson 于 1891 年 9 月 21 日创立 The Carborundum Company，1893 年取得制造方法的专利，1895 年为寻求廉价的水力发电迁往 Niagara Falls（New York 州）^[12][13][1]。Carborundum 砂轮于 1896 年上市，非常硬但容易碎裂，因此适合铸铁、有色金属这类硬而脆的材料。后来人们发现，磨钢时比碳化硅软的氧化铝更耐用^[1]。

用于钢的人造磨料，是 Charles B. Jacobs 于 1897 年发明的电熔刚玉。在铝土矿中混入少量焦炭和铁屑，用电炉熔化，使杂质以金属形式沉下去。Norton Emery Wheel Co. 取得了这一方法的权利，1901 年在 Niagara Falls 开设工厂，商品名定为 Alundum。1904 年，Aldus Higgins 发明了外侧用水冷却、让熔融物本身形成炉壁的电炉，使制造成本减半；1906 年，Norton 的砂轮中已不再使用刚玉砂和天然刚玉，公司名称也改为 Norton Company。1910 年又推出了纯度高的白刚玉砂轮^[1][14]。据行业杂志的统计，1906 年美国人造磨料的生产以 Carborundum 和 Alundum 为主^[11]。

在现场有什么用？今天普通砂轮的标记——“A（棕刚玉）·WA（白刚玉）·C/GC（碳化硅）”“粒度”“硬度 A～Z”“组织”“V（陶瓷结合剂）·B（树脂结合剂）·R（橡胶结合剂）”，都源于这里出现的磨料和结合剂，以及 Jeppson 的硬度排序方法。钢用氧化铝、铸铁·有色金属·硬质合金用碳化硅的选用原则，也是由这个时代的经验确定的。详见磨削基础“砂轮”。

重磨削与汽车：Norton 与 Landis（1886—1919 年）

直到 1890 年代，磨削还是在车床把工件加工到接近尺寸后，再薄薄磨一层的“精加工之后的精加工”。把它变为将车床粗加工后的工件直接磨削到尺寸的重磨削（生产磨削）的，是 Charles H. Norton。

Norton 的设想：重型机床、宽砂轮、切入磨削

Norton 在 Brown & Sharpe 重新设计了万能磨床，1897 年还取得了自动切入进给的专利。同年年底的公司内部会议上，Norton 提出了这样的设想：只要把机床做得足够重、足够强，机床本身就能当千分尺用（刻度转 0.00025 英寸，工件也就小 0.00025 英寸）。使用宽达 1 英尺的宽砂轮，不纵向进给工件，而是让砂轮切入进行磨削（切入磨削）。不再用车床做精细的精车，而是用大功率进行磨削。动力比人工便宜。但在会上，这一设想以砂轮磨损快、会振动和烧伤为由被否决了^[1]。

Norton 于 1900 年迁往 Worcester，成为 Norton Emery Wheel Co. 的出资人们创办的 Norton Grinding Company 的总工程师^[3][9]。他从 1900 年 3 月开始设计的 18×96 英寸外圆磨床，于 11 月完成了 2 台。内部加强的重型床身采用三点支承，用大功率驱动直径 24 英寸、宽 2 英寸的砂轮，切入进给为精密的自动进给，并以每分钟 50 加仑的磨削液抑制工件的热伸长。砂轮是以前的 4 倍大，磨削速度是 16 倍，每分钟能以 0.001 英寸的精度磨掉 1 立方英寸的钢^[1][16]。1 号机在一家印刷机厂家工作了约 30 年，现在收藏于 Dearborn 的 The Henry Ford^[16]。

Landis：移动砂轮架的磨床与曲轴

大约同一时期，Waynesboro（Pennsylvania 州）也成长起另一家磨床厂家。在农机公司 Geiser 工作的 A. B. Landis，没能让公司为工具室买下 Brown & Sharpe 的机床，于 1886 年自己造了一台外圆磨床。它不是移动工件的工作台，而是让砂轮架纵向移动的结构，适合又重又长的工件，这一特点被后来所有的 Landis 机床继承下来^[6]。他与哥哥 F. F. Landis 于 1889 年创办 Landis Bros.，这就是后来的 Landis Tool Co.^[8][10]。据 1897 年 5 月行业杂志上的广告，他们在被火烧毁的 Landis Bros. 工厂旧址上建了新厂，改组为资本金 10 万美元的 Landis Tool Co.^[15]。1906 年的行业杂志写道，如果要买湿式外圆磨床，只有 Norton Grinding、Landis Tool、Brown & Sharpe 这 3 家可选^[6]。同一篇文章总结说，砂轮宽度从 3/4 英寸增加到 1～3 英寸，中心架增加到每 12 英寸长度装 1 个，磨削液也从细流增加到满满一根 1 英寸管，磨床从工具室里的精巧机床，变成了在切除量上能与车床一较高下的机床^[6]。

汽车成了磨床最大的客户。曲轴要从曲柄销和主轴颈两处去除大量金属，对尺寸和表面粗糙度的要求也很严。Norton 用切入磨削以一个砂轮一次磨出曲柄销的宽度和圆角，把车削、锉削、抛光要花 5 小时的活缩短到 15 分钟。磨床操作工的时薪是 85 美分，而车工是 30 美分，因此起初美国大部分汽车的曲轴都被送到 Norton 的工厂磨削。1905 年 Locomobile 第一个自行购买磨床，后来 Ford 也订购了 35 台^[1]。同在 1905 年，Landis 推出了曲轴磨床：用两个旋转的头架从两端支承曲轴以防止扭转，并装有平衡重和中心架^[1][6][10]。1912 年，A. B. Landis 取得凸轮轴磨床的专利。让一个大的样板凸轮与工件同轴旋转，使砂轮架随之仿形，依次磨削一根轴上的各个凸轮。这种方式终结了将凸轮单独磨好再装到轴上的做法^[24][1]。

Heald：让砂轮轴回转的缸孔磨床

Worcester 的另一家磨床厂家，是 James N. Heald 的 Heald Machine Co.。Heald 于 1903 年把家族工厂迁到 Worcester，1904 年推出磨削活塞环两面的回转式磨床^[17][1]。汽车气缸壁薄，镗削时刀具会在硬处让开、在软处扎进去，孔加工不圆。沉重的气缸体无法旋转，因此 Heald 让工件保持不动，使砂轮轴偏心、像画圆一样旋转，于 1905 年完成了这种（行星运动的）缸孔磨床。通过偏心双层套筒的角度改变圆的大小，横向移动工作台就能转到下一个气缸。它省去了镗削、铰削、研磨的工序，成为汽车和第一次世界大战航空发动机的标准机床^[1][18][19]。

1918 年在 Ford 的工厂里，Norton 制造的 33 台专用磨床用直径 20 英寸、宽 6 英寸的砂轮一次切入，以 0.0005 英寸的公差磨削变速器轴，8 小时完成 550 根^[1]。1919 年，砂轮的 Norton Company 和磨床的 Norton Grinding Company 合为一体，Norton 一直担任机床部门的总工程师到 80 多岁^[9]。

在现场有什么用？“车床粗加工、磨削精加工”“宽砂轮切入磨削”“靠机床刚性保证精度、用进给刻度决定尺寸”，正是 Norton 在 1900 年前后提出的思想。曲轴、凸轮轴、气缸、活塞环这些汽车发动机零件，推动了磨床的专用化。这一潮流在第 3 章“大量生产与两次大战”中也有介绍。

⚒批量生产与精密加工的专用机床：无心、内圆、平面、坐标（1887—1945 年）

自行车与轴承

球轴承离不开真球度高、大小一致的淬火钢球，以及真圆且同心的滚道。1887 年 Henry Richardson 的钢球磨削专利、1899 年 Pratt & Whitney 推出的自行车轴承座圈磨床（小砂轮每分钟 28,500 转）等，使磨床能够制造轴承，而轴承又反过来减少了机械的摩擦和磨损^[1]。1909 年，曾任 Jones & Lamson 制图主管的 William L. Bryant 在 Springfield（Vermont 州）创办 Bryant Chucking Grinder Co.。这种磨床用卡盘夹持工件，用凸轮和挡块自动驱动内径用的小型高速砂轮、外径用砂轮和端面用砂轮这 3 个砂轮，支撑了汽车轴承内圈、外圈的批量生产^[20][1]。

自动定寸与液压

在批量生产中，测量的工夫是最大的浪费。1908 年 Pratt & Whitney 的外圆磨床在接近尺寸时自动切换为微量进给，即使砂轮磨损也能停在规定尺寸上^[1]。从 1900 年代初起进给开始采用液压，机床更容易实现自动化。在内圆磨削方面，Heald 于 1922 年开始开发自动定寸，推出了边磨孔边按尺寸从粗磨切换到精磨并自动停止的 Size-Matic。1926 年行业杂志的索引和广告中出现了这个名字，广告宣称在制造冰箱的 Delco Light，产量提高到 3 倍，不良率降到 1% 以下^[29][30][1]。Landis 也于 1928 年推出了第一台自动凸轮轴磨床和自动内圆磨床。汽车气门挺杆的磨削，从 1920 年的顶尖式发展到 1929 年料斗供料的全自动无心磨削，一人看管 3 台，每小时可磨 1,350 个^[1]。

无心磨削：不支承工件的磨削

无心磨削既不用顶尖也不用卡盘夹持工件，而是把工件放在磨削砂轮和反向缓慢旋转的导轮之间，从下方用托板支承着进行磨削。工件被磨削砂轮带着要转起来，而橡胶结合剂的导轮起到制动作用，靠两者的速度差进行磨削。若把工件中心放在比两轮中心连线稍高的位置，即使原来稍有不圆，也会越磨越接近真圆。只要把导轮稍微倾斜，工件就会自己沿轴向前进，可以一件接一件地通过进行磨削（贯穿磨削）^[1]。

决定性的发明，是在制造轴承滚子的 Danbury（Connecticut 州）Ball and Roller Bearing Co. 工作的 Lewis R. Heim 于 1915 年 3 月申请、1917 年 1 月授权的专利。他用动力驱动的导轮取代固定的推板，用托板决定受力方向，把滚子的尺寸精度从 0.0005 英寸提高到 0.00025 英寸^[25][26]。Cincinnati Milling Machine Co. 取得了这项专利，于 1922 年制造了批量生产用的无心磨床。磨削砂轮直径 20 英寸，导轮 12 英寸，两者都装有金刚石修整装置，带台肩的推杆和气门挺杆也能用切入式（infeed）磨削^[1][28][26]。1925 年已能每小时磨削 350 根长 6 英寸的气门杆，砂轮是一次性消耗品的观念在工厂中普及开来。1932 年还出现了磨削铸铁曲轴和活塞的大型机床^[1]。1933 年，Heald 推出了从外径三点支承、磨削内径的内圆无心磨床，由 Cincinnati Grinders 和 GM 的 Hyatt 轴承部门协作完成。内外径完全同心，适合轴承套圈的批量生产^[1][32]。

平面磨削：电磁吸盘与 Blanchard

平面磨床在 1880 年代基本定型后，一直是工具室里的机床。转机是 1896 年 Worcester 的 O. S. Walker 发明的电磁吸盘。它能在不使薄零件变形的情况下将其固定，不必再像龙门刨床、铣床那样制作夹具^[1]。Heald 于 1904 年推出回转工作台的回转式磨床；Cambridge（Massachusetts 州）的 Blanchard Machine Co. 从 1909 年开始制造在立轴筒形砂轮下旋转回转工作台的平面磨床。这种能快速磨平厚铸件、锻件表面的方式，至今有时仍被称为“Blanchard 磨削”^[21][22]。1915 年美国的磨削手册把 Blanchard 的电机驱动立轴平面磨床（回转工作台 8 级变速）作为标准机床加以解说^[23]。像 Michigan 州 Grand Rapids 的 Gallmeyer & Livingston 这样擅长平面磨床和工具磨床的地方厂家也成长起来^[67]。Woodbury 写道，平面磨床能又快又便宜地精加工机床的导轨面和工作台，取代了部分费工的刮研作业（不过，能形成储油凹坑的刮研仍保留为最后的精加工）^[1]。

坐标磨床与螺纹磨削

模具和量规的孔，位置精度就是生命。Bridgeport（Connecticut 州）的 Moore Special Tool Co. 在 1930 年代初制造了使用淬火磨削、研磨精加工丝杠的坐标镗床，并于 1940 年制造了坐标磨床。此前只能预估淬火变形、在材料还软的时候镗孔；从此可以在淬火后把孔磨到正确的位置，级进模、钟表模具和量规的精度都提高了^[35][36][37]。

螺纹长期以来由自动车床批量生产，需要磨削的只有丝锥和量规。第二次世界大战对飞机的需求使螺纹磨削成为批量加工，要求中径 0.0002 英寸、牙侧角 5 分的精度。在磨削前的砂轮成形方面，压上钢滚轮转印形状的滚压修整（crush dressing）也普及开来，比用金刚石逐根修出形状更快地重整砂轮形状^[1]。在机床方面，行业杂志介绍说，Detroit 的 Ex-Cell-O 在 1935 年 Cleveland 展会上展出的螺纹磨床是“第一台公开出售的美国制商用螺纹磨床”^[33][34]。为了让汽车淬火齿轮更安静，磨齿也普及开来，这部分内容放在美国齿轮机床一章中介绍。

★超硬磨料、数控与行业重组（1930 年—）

金刚石砂轮

1920 年代末硬质合金刀具普及后，磨削它的砂轮成了问题。Norton 的 Baalis Sanford 于 1930 年 10 月试制了用树脂固结的小型金刚石砂轮，1934 年推出直径 7 英寸的金刚石砂轮。金刚石只加在外周 1/32～1/8 英寸厚的一层中^[1]。1936 年的行业杂志写道，虽然磨粒每磅要 2,500 美元，但硬质合金刀片的铣刀不必逐齿重新调整就能磨削，所以划算^[31]。1939 年又出现了金属结合剂金刚石砂轮，能够磨削玻璃和陶瓷。1946 年，Norton 的 Raymond Ridgeway 实现了在炉中生成一定大小的氧化铝晶体、不经破碎直接做成磨粒的方法^[1]。

人造金刚石与 CBN（Borazon）

改变依赖天然金刚石局面的是 General Electric（GE）的研究所。1955 年 2 月，GE 宣布在高压高温下人工合成了金刚石，研究人员的论文于 7 月刊登在 Nature 上^[38][39]。GE 于 1957 年把人造金刚石作为工业用磨粒推向市场，到 1960 年已占美国市场的约一成^[44][45]。同一团队的 Robert H. Wentorf 于 1957 年宣布，在超高压下将氮化硼转变为立方晶型（与金刚石相同结构的晶体）。GE 将其命名为“Borazon”。当时的行业杂志介绍说，它硬到摩擦金刚石能留下划痕，而且在金刚石会燃烧的温度下仍能保持硬度^[46][40]。

金刚石是碳，在高温下会与铁发生反应而磨损。不易与铁反应的 CBN 被寄望成为磨削淬火钢的超硬磨料，但商品化花了 12 年，GE 推出用于淬硬铁系金属精密磨削的 Borazon 是在 1969 年^[54]。CBN 砂轮不易磨损、形状不易崩坏，因此可以高速旋转砂轮，在不走尺寸的情况下磨削凸轮轴这样的量产零件。日本磨床厂家从 1970 年代起沿这一方向大幅成长的经过，见国产档案第 3 章“CBN·高速磨削”。

数控磨床

磨床的数控是从磨削轮廓的机床开始的。Moore 于 1967 年制造了用数控磨削轮廓的 No.3 坐标磨床，1970 年英国行业杂志的索引中也刊载了带数控的 Moore No.3^[37][50]。关于美国外圆磨床和平面磨床 CNC 化的起点，这次调查未能用一手资料确认年份（日本厂家于 1964 年展出了数控外圆磨床，见国产档案第 3 章“数控磨床”）。数控本身的诞生，放在第 4 章“数控的诞生与加工中心”中介绍。

公司重组

20 世纪后半叶，老牌磨床厂家相继成为大公司的一部分。Heald 于 1955 年 9 月被 Cincinnati Milling Machine Co. 收购成为子公司，1980 年则是 Cincinnati Milacron 的 Heald Division^[41][42][19]。Bryant 于 1958 年成为 Ex-Cell-O 的子公司，Landis Tool 于 1967 年成为综合企业 Litton Industries 的事业部，Norton 则于 1990 年躲过英国 BTR 的敌意收购，成为法国 Saint-Gobain 的一部分^{[47][51][53][56]}。这家 Cincinnati Milacron 于 1998 年 10 月把机床部门卖给 UNOVA，而 UNOVA 也拥有 Landis Grinding Systems^[58][59]。2005 年 12 月，UNOVA 把 Landis（美国的 Landis 和英国的 Landis Lund 等）卖给法国的 Fives-Lille 集团，曲轴、凸轮轴磨床的老字号成了法国公司的一部分^[60][61]。Moore 于 1994 年加入 PMT Group，1997 年成立了超精密加工机厂家 Moore Nanotechnology Systems^[37]。Blanchard 的平面磨床从 2004 年起由 Rockford（Illinois 州）的 Bourn & Koch 继承^[22]。

在现场有什么用？硬质合金刀具用金刚石砂轮，淬火钢的批量生产用 CBN 砂轮，需要孔位精度的模具用坐标磨床，轴承和小零件的批量生产用无心磨削——今天这样的分工，是由这里列举的 1930—60 年代的发明奠定的。看二手机床时，了解厂家名称的变迁（Heald → Cincinnati、Landis → Fives、Blanchard → Bourn & Koch），就能知道零件和服务该向哪里询问。

与日本的关联

日本的磨床是以美国的机床为样板起步的。据大隈铁工所（今天的大隈）的产品沿革，该公司于 1918 年按陆军工厂的图纸，仿照美国“Norton”的 No.1 万能工具磨床制造了 GA-1 型工具磨床；1919 年以美国 Heald 的产品为样板制造了内圆磨床；大正后期又仿照 Brown & Sharpe 的 No.13 制造了 GA-2 型万能工具磨床^[69]。战时制造了 500 台、成为战后磨床生产基础的大隈 GHU 型液压万能磨床，也是以美国 Landis 的磨床为样板的^[70][71]（国产档案第 3 章的年表）。

战后，日本磨床厂家在轴承和汽车零件的批量生产中积累了实力，但 1983 年美国国际贸易委员会（USITC）的报告写道，出口到日本的美国机床以齿轮、磨削、铣削类的高精度机床为主，日本厂家在这些技术上尚未赶上^[55]。另一方面，较早将 CBN 磨料用于淬火钢批量磨削的厂家中也有日本的磨床厂家：丰田工机从 1972 年前后开始研究 CBN，1977 年凭借 CBN 生产型凸轮磨床获得机械振兴协会奖^[72]（国产档案第 3 章）。

常见问题

谁最早制造了万能磨床？

确定今天万能磨床形式的是 Brown & Sharpe 的 Joseph R. Brown。他于 1868 年绘制构想图纸，1874 年开始制造，并在 1876 年 Philadelphia 的美国建国百年博览会上展出。专利于 1877 年 2 月 27 日授予其遗属。同一时期钟表工厂和 Lynn（Massachusetts 州）的 Furbush 也制造过类似的机床，但被广泛使用并成为样板的是 Brown & Sharpe 的机床。

Norton Company 和 Norton Grinding Company 是同一家公司吗？

原本是两家公司。Norton Company（最初叫 Norton Emery Wheel Company，1885 年）是从 F. B. Norton 的陶器厂诞生的砂轮公司；Norton Grinding Company（1900 年）是 Charles H. Norton 任总工程师的磨床公司。两人没有血缘关系。两家公司于 1919 年合为一体。

无心磨削是谁发明的？

不支承工件进行磨削的想法在 19 世纪就有，但像今天这样用磨削砂轮、反向旋转的导轮和托板进行磨削的方式，决定性的是制造轴承滚子的 Lewis R. Heim 的专利（1915 年申请，1917 年授权）。Cincinnati Milling Machine Co. 取得这项专利，于 1922 年制造了批量生产用的机床并加以推广。

CBN 砂轮是从什么时候开始有的？

CBN（立方氮化硼）由 GE 的 Robert H. Wentorf 于 1957 年宣布合成，GE 将其命名为“Borazon”。GE 将其作为磨削淬火钢的工业磨粒推向市场是在 1969 年。在日本，从 1970 年代起用于凸轮轴等的批量磨削，推动了磨床的高速化和 CNC 化。