Изобретатель токарного станка: История изобретения токарного станка | Великие открытия человечества

Содержание

История изобретения токарного станка | Великие открытия человечества

Согласно дошедших до нас сведений токарный станок был изобретен примерно в середине седьмого столетия до нашей эры. Между двумя соосно установленными центрами зажималась заготовка из кости или дерева. Подмастерье вращал заготовку, а мастер прижимал резец к заготовке в нужном месте и снимал стружку, пока заготовка не приобретала требуемую форму. Позже заготовку приводили в движение с помощью лука с провисающей тетивой. Ее оборачивали петлей вокруг заготовки. Когда лук начинали двигать, словно пилу при распилке бревен, заготовка начинала вращаться вокруг своей оси то в одну, то в другую сторону. В XIV — XV веках получили распространение токарные станки, имевшие ножной привод. Упругая жердь (очеп) крепилась консольно над станком. На конец жерди крепили бечевку, обернутую на один оборот вокруг заготовки. Нижний конец бечевки крепили к педали. Когда на педаль нажимали, натягивалась бечевка и заготовка делала 1-2 оборота, а жердь сгибалась.

Если педаль отпускали, жердь выпрямлялась и подтягивала бечевку вверх, заготовка совершала 1-2 оборота, но в другую сторону.

Древний токарный станок

К 1430 году очеп заменили механизмом, состоящим их педали, кривошипа и шатуна. Получился привод, аналогичный ножному приводу в швейной машинке XX-го столетия. Теперь заготовка в течение всего процесса не совершала колебательного движения, как раньше, а вращалась в одну сторону. В 1500 г. на станке уже были стальные центры и люнет, позволившие обрабатывать достаточно сложные детали. Однако маломощный привод и недостаточная сила в руке рабочего делали обработку металла малоэффективной. Появление водяных приводов оказало большое влияние на повышение эффективности в металлообработке. В середине XVI века был изобретен токарный станок для нарезки конических и цилиндрических винтов. Его изобрел Жак Бессон.

Со временем токарные станки стали часто использовать для нарезки металлов, а не дерева. Возникла необходимость в жестком креплении резца и механизированного передвижения его по обрабатываемой поверхности.

Проблема самоходного суппорта разрешилась с изобретением А. К. Нартовым в 1712 году токарно-копировального станка. Во второй половине XVIII века значительно расширилась сфера использования металлорежущих станков, начались усиленные поиски универсального токарного станка. Проблема механизированного передвижения резца стала особенно острой, когда приходилось нарезать резьбу, изготавливать зубчатые колеса, наносить на предметы роскоши сложные узоры. А. К. Нартов успешно решил вопрос механизации операции. Копировальный палец и суппорт двигались благодаря одному ходовому винту, но шаг нарезки под копиром и резцом были разные. Соответственно была решена проблема автоматического передвижения суппорта вдоль оси заготовки. Поперечная подача пока отсутствовала, ее заменило качание системы «копир-заготовка».

Токарный станок

Над созданием совершенного суппорта трудились многие изобретатели, наиболее удачную конструкцию изобрел англичанин Г. Модсли. В 1798 году он улучшил конструкцию суппорта и изобрел универсальный токарный станок. В 1800 году станок был усовершенствован и создан новый вариант, включавший все детали, имеющиеся на токарно-винторезных станках и сегодня. Модсли впервые применил стандартизацию резьб на гайках и винтах и стал выпускать наборы плашек и метчиков для нарезания резьбы. Ученик изобретателя Р. Робертс установил ходовой винт перед станиной, на переднюю панель станка вынес ручки управления, добавил зубчатый перебор, улучшив тем самым токарный станок. Еще один сотрудник Модсли — Клемент изобрел лоботокарный станок, позволивший обрабатывать детали с большим диаметром. Д. Витворт изобрел в 1835 г. в поперечном направлении автоматическую подачу, связанную с механизмом продольной подачи. На этом принципиальное совершенствование токарного станка было завершено. Наступил период автоматизации токарных станков.

История токарного станка

История относит изобретение токарного станка к 650 гг. до н. э. Станок представлял собой два соосно установленных центра, между которыми зажималась заготовка из дерева, кости или рога. Раб или подмастерье вращал заготовку (один или несколько оборотов в одну сторону, затем в другую). Мастер держал резец в руках и, прижимая его в нужном месте к заготовке, снимал стружку, придавая заготовке требуемую форму. Позднее для приведения заготовки в движение применяли лук со слабо натянутой (провисающей) тетивой. Тетиву оборачивали вокруг цилиндрической части заготовки так, чтобы она образовала петлю вокруг заготовки. При движении лука то в одну, то в другую сторону, аналогично движению пилы при распиливании бревна, заготовка делала несколько оборотов вокруг своей оси сначала в одну, а затем в другую сторону.

В XIV – XV веках были распространены токарные станки с ножным приводом. Ножной привод состоял из очепа – упругой жерди, консольно закрепленной над станком. К концу жерди крепилась бечевка, которая была обернута на один оборот вокруг заготовки и нижним концом крепилась к педали. При нажатии на педаль бечевка натягивалась, заставляя заготовку сделать один – два оборота, а жердь – согнуться. При отпускании педали жердь выпрямлялась, тянула вверх бечевку и заготовка делала те же обороты в другую сторону. Примерно к 1430 г. вместо очепа стали применять механизм, включающий педаль, шатун и кривошип, получив, таким образом, привод, аналогичный распространенному в XX веке ножному приводу швейной машинки. С этого времени заготовка на токарном станке получила вместо колебательного движения вращение в одну сторону в течение всего процесса точения.
В 1500 г. токарный станок уже имел стальные центры и люнет, который мог быть укреплен в любом месте между центрами.

На таких станках обрабатывали довольно сложные детали, представляющие собой тела вращения, – вплоть до шара. Но привод существовавших тогда станков был слишком маломощным для обработки металла, а усилия руки, держащей резец, недостаточными, чтобы снимать большую стружку с заготовки. В результате обработка металла оказывалась малоэффективной. необходимо было заменить руку рабочего специальным механизмом, а мускульную силу, приводящую станок в движение, более мощным двигателем. Появление водяного колеса привело к повышению производительности труда, оказав при этом мощное революционизирующее действие на развитие техники.

А с середины XIV в. водяные приводы стали распространяться в металлообработке. В середине XVI Жак Бессон (умер в 1569 г.) – изобрел токарный станок для нарезки цилиндрических и конических винтов. В начале XVIII века Андрей Константинович Нартов (1693-1756), механик Петра Первого, изобретает оригинальный токарно-копировальный и винторезный станок с механизированным суппортом и набором сменных зубчатых колес. Чтобы по-настоящему понять мировое значение этих изобретений, вернемся к эволюции токарного станка. В XVII в. появились токарные станки, в которых обрабатываемое изделие приводилось в движение уже не мускульной силой токаря, а с помощью водяного колеса, но резец, как и раньше держал в руке токарь. В начале XVIII в.
токарные станки все чаще использовали для резания металлов, а не дерева, и поэтому проблема жесткого крепления резца и перемещения его вдоль обрабатываемой поверхности стола весьма актуальной. И вот впервые проблема самоходного суппорта была успешно решена в копировальном станке А. К. Нартова в 1712 г. В Москве услуги токарной обработки металла.

К идее механизированного передвижения резца изобретатели шли долго. Впервые эта проблема особенно остро встала при решении таких технических задач, как нарезание резьбы, нанесение сложных узоров на предметы роскоши, изготовление зубчатых колес и т.д. Для получения резьбы на валу, например, сначала производили разметку, для чего на вал навивали бумажную ленту нужной ширины, по краям которой наносили контур будущей резьбы.

После разметки резьбу опиливали напильником вручную. Не говоря уже о трудоемкости такого процесса, получить удовлетворительное качество резьбы таким способом весьма трудно. А Нартов не только решил задачу механизации этой операции, но в 1718-1729 гг. сам усовершенствовал схему. Копировальный палец и суппорт приводились в движение одним ходовым винтом, но с разным шагом нарезки под резцом и под копиром. Таким образом было обеспечено автоматическое перемещение суппорта вдоль оси обрабатываемой заготовки. Правда, поперечной подачи еще не было, вместо нее было введено качание системы “копир-заготовка”. Поэтому работы над созданием суппорта продолжались. Свой суппорт создали, в частности, тульские механики Алексей Сурнин и Павел Захава.
Более совершенную конструкцию суппорта, близкую к современной, создал английский станкостроитель Модсли, но А. К. Нартов остается первым, кто нашел путь к решению этой задачи. Вообще нарезка винтов долго оставалась сложной технической задачей, поскольку требовала высокой точности и мастерства. Механики давно задумывались над тем, как упростить эту операцию. Еще в 1701 году в труде Ш. Плюме описывался способ нарезки винтов с помощью примитивного суппорта. Для этого к заготовке припаивали отрезок винта в качестве хвостовика. Шаг напаиваемого винта должен был быть равен шагу того винта, который нужно было нарезать на заготовке. Затем заготовку устанавливали в простейших разъемных деревянных бабках; передняя бабка поддерживала тело заготовки, а в заднюю вставлялся припаянный винт. При вращении винта деревянное гнездо задней бабки сминалось по форме винта и служило гайкой, вследствие чего вся заготовка перемещалась в сторону передней бабки. Подача на оборот была такова, что позволяла неподвижному резцу резать винт с требуемым шагом. Подобного же рода приспособление было на токарно-винторезном станке 1785 года, который был непосредственным предшественником станка Модсли. Здесь нарезка резьбы, служившая образцом для изготавливаемого винта, наносилась непосредственно на шпиндель, удерживавший заготовку и приводивший ее во вращение. (Шпинделем называют вращающийся вал токарного станка с устройством для зажима обрабатываемой детали.) Это давало возможность делать нарезку на винтах машинным способом: рабочий приводил во вращение заготовку, которая за счет резьбы шпинделя, точно так же как и в приспособлении Плюме, начинала поступательно перемещаться относительно неподвижного резца, который рабочий держал на палке. Таким образом ни изделии получалась резьба, точно соответствующая резьбе шпинделя. Впрочем, точность и прямолинейность обработки зависели здесь исключительно от силы и твердости руки рабочего, направлявшего инструмент. В этом заключалось большое неудобство. Кроме того, резьба на шпинделе была всего 8-10 мм, что позволяло нарезать только очень короткие винты. по удобной цене полотенца для ног для гостиниц

Вторая половина XVIII в. в станкостроении ознаменовалась резким увеличением сферы применения металлорежущих станков и поисками удовлетворительной схемы универсального токарного станка, который мог бы использоваться в различных целях. В 1751 г. Ж. Вокансон во Франции построил станок, который по своим техническим данным уже походил на универсальный. Он был выполнен из металла, имел мощную станину, два металлических центра, две направляющие V-образной формы, медный суппорт, обеспечивающий механизированное перемещение инструмента в продольном и поперечном направлениях. В то же время в этом станке отсутствовала система зажима заготовки в патроне, хотя это устройство существовало в других конструкциях станков. Здесь предусматривалось крепление заготовки только в центрах. Расстояние между центрами можно было менять в пределах 10 см. Поэтому обрабатывать на станке Вокансона можно было лишь детали примерно одинаковой длины. В 1778 г. англичанин Д. Рамедон разработал два типа станков для нарезания резьб. В одном станке вдоль вращаемой заготовки по параллельным направляющим передвигался алмазный режущий инструмент, скорость перемещения которого задавалась вращением эталонного винта. Сменные шестерни позволяли получать резьбы с разным шагом. Второй станок давал возможность изготавливать резьбу с различным шагом на детали большей длины, чем длина эталона. Резец продвигался вдоль заготовки с помощью струны, накручивавшейся на центральную шпонку. В 1795 г. французский механик Сено изготовил специализированный токарный станок для нарезки винтов. Конструктор предусмотрел сменные шестерни, большой ходовой винт, простой механизированный суппорт. Станок был лишен каких-либо украшений, которыми любили украшать свои изделия мастера прежде.

Накопленный опыт позволил к концу XVIII века создать универсальный токарный станок, ставший основой машиностроения. Его автором стал Генри Модсли. В 1794 г. он создал конструкцию суппорта, довольно несовершенную. В 1798 г., основав собственную мастерскую по производству станков, он значительно улучшил суппорт, что позволило создать вариант универсального токарного станка. В 1800 г. Модсли усовершенствовал этот станок, а затем создал и третий вариант, содержавший все элементы, которые имеют токарно-винторезные станки сегодня. При этом существенно то, что Модсли понял необходимость унификации некоторых видов деталей и первым стал внедрять стандартизацию резьб на винтах и гайках. Он начал выпускать наборы метчиков и плашек для нарезки резьб. Токарный станок Робертса Одним из учеников и продолжателей дела Модсли был Р. Робертс. Он улучшил токарный станок тем, что расположил ходовой винт перед станиной, добавил зубчатый перебор, ручки управления вынес на переднюю панель станка, что сделало более удобным управление станком. Этот станок работал до 1909 г. Другой бывший сотрудник Модсли – Д. Клемент создал лоботокарный станок для обработки деталей большого диаметра. Он учел, что при постоянной скорости вращения детали и постоянной скорости подачи по мере движения резца от периферии к центру скорость резания будет падать, и создал систему увеличения скорости. В 1835 г. Д. Витворт изобрел автоматическую подачу в поперечном направлении, которая была связана с механизмом продольной подачи. Этим было завершено принципиальное совершенствование токарного оборудования. Вы можете купить химические насосы

Следующий этап – автоматизация токарных станков. Здесь пальма первенства принадлежала американцам. В США развитие техники обработки металлов началось позднее, чем в Европе. Американские станки первой половины XIХ в. значительно уступали станкам Модсли. Во второй половине XIХ в. качество американских станков было уже достаточно высоким. Станки выпускались серийно, причем вводилась полная взаимозаменяемость деталей и блоков, выпускаемых одной фирмой. При поломке детали достаточно было выписать с завода аналогичную и заменить сломанную деталь на целую без всякой подгонки. Во второй половине XIХ в. были введены элементы, обеспечивающие полную механизацию обработки – блок автоматической подачи по обеим координатам, совершенную систему крепления резца и детали. Режимы резания и подач изменялись быстро и без значительных усилий. В токарных станках имелись элементы автоматики – автоматический останов станка при достижении определенного размера, система автоматического регулирования скорости лобового точения и т.д. Однако основным достижением американского станкостроения было не развитие традиционного токарного станка, а создание его модификации – револьверного станка. В связи с необходимостью изготовления нового стрелкового оружия (револьверов) С. Фитч в 1845 г. разработал и построил револьверный станок с восемью режущими инструментами в револьверной головке. Быстрота смены инструмента резко повысила производительность станка при изготовлении серийной продукции. Это был серьезный шаг к созданию станков-автоматов. В деревообработке первые станки-автоматы уже появились: в 1842 г. такой автомат построил К. Випиль, а в 1846 г. Т. Слоан. Первый универсальный токарный автомат изобрел в 1873 г. Хр. Спенсер.


кто изобрел, история создания и производства

Прообразом вращения детали на токарном станке послужило простое устройство для добычи огня и просверливания с помощью песка, деревянной палочкой в камне дырочки под рукоятку. За XXVII веков эти примитивные механизмы дошли до уровня станков с ЧПУ.

История создания первого станка в мире

История появления и развития токарного станка берет свое начало в 650 г до н. э. Это документально подтверждает гравюра, найденная археологами. На ней изображены люди в хитонах, наблюдающие за работой мастера Федора на ножном токарном станке. Деталь закреплялась между 2 центрами и приводилась в движение рычагом.

Заготовка в таком станке вращалась попеременно на несколько оборотов к инструменту, затем обратно, от него. Резец держали в руках. Усилие при резании было слабым, точность низкая. На таком станке могли обрабатывать:

  • дерево;
  • рог;
  • кость;
  • цветные металлы;
  • бронзу.

Историки нашли украшения, сделанные на аналогичном оборудовании.

Справка! Времени на изготовление самого простого изделия затрачивалось много, половина его уходила на обратное вращение. Но по сравнению с ручной обработкой технология была высокопроизводительной и отличалась высокой точностью создания круглой поверхности.

Первые упоминания

Первые изображения токарных станков нашли в древнем Египте. На фресках хорошо видно лучковый механизм привода. Тетиву обвивали вокруг зажатой в центре детали с одного конца, и натягивали на лук. Раб двигал приспособление вперед и назад, вращая деревянную заготовку то в одну, то в другую сторону. Мастер сидит на полу и направляет инструмент.

Со временем на египетских лучковых токарных станках появилась продольная линейка. Она имела деления и на нее опирался резец при работе. Теперь можно было создавать относительно одинаковые детали, например ножки для столов, колонны.

Со временем появились токарные станки с ножным приводом. Они работали, как и лучковые, но можно было обойтись без раба. Использовалась сила упругости живой ветки дерева. Один конец веревки, обмотанной вокруг детали, висел петлей внизу, второй привязывался к ветке на дереве. Мастер вставлял ногу в петлю, нажимал вниз. Деталь делала несколько оборотов в одну сторону. Затем он отпускал веревку, ветка выпрямлялась и вращала конструкцию в обратном направлении.

На рисунке 1400 года деревянный станок установлен в помещении и имеет подвижные бабки для работы с заготовками разной длины. В 1518 году был изготовлен станок императора Максимилиана. Он имел металлические центры и подвижный люнет, перемещающиеся по направляющим. Все корпусные детали были покрыты узорами, имитирующими старинные башни, замки. Ручки сделаны в виде воинов.

Справка! Первые станки с непрерывным вращением в одну сторону описаны в Книге Соломона в 1615 году. Подручный вращал ручку большого колеса, соединенного ременной передачей со шкивом на станке. На таких станках обрабатывали не только поверхность, но и торцы детали, делали расточку.

Ученые изобретатели, кто изобрел?

До нашего времени сохранились чертежи токарных станков и отдельных узлов, разработанные Леонардо да Винчи. Но ни один агрегат не был построен по ним. Примерно в 1570 году Карл IV, будучи французским королем, поручил Жаку Бессону создать токарный станок для нарезания резьбы. Он установил третью бабку, которая держала резец и отводила его при обратном вращении.

К ученым-изобретателям токарного станка относятся:

  • Андрей Константинович Нартов, механик Петра 1, механизировал нарезку резьбы.
  • Алексей Супонини и Павел Захава – тульские механики усовершенствовали конструкцию суппорта.
  • Француз Ж Вокансон создал прообраз универсального станка на мощной станине с металлическими узлами.
  • Англичанин Д Рамедон спроектировал 2 вида станков, нарезающих резьбы.
  • Французский механик Сено создал оборудование для нарезки винтов.
  • Мондсли построил универсальный токарный станок, ставший со временем базовой моделью.
  • Д Клемент установил ходовой винт в передней части станины и протянул его через фартук.
  • Д Виворт автор автоматической поперечной подачи.
  • Американец Фитч разработал и построил револьверный станок.
  • К Випиль и Т Слоан создали деревообрабатывающие автоматы.
  • Хр Спенсер построил первый универсальный автомат.

Генри Мондсли усовершенствовал суппорт, автоматизировал нарезку резьбы, и первым поднял вопрос об унификации некоторых деталей. Он разработал основные типоразмеры и стандартизировал резьбы.

Идею Мондсли подхватили американцы, и вскоре стали изготавливать стандартизированные детали. Это позволило им запустить конвейеры, в разы повысить производительность труда, сократив большую часть рабочих.

Важно!

До открытия Нартова для нарезки резьбы на вал наматывали полоску бумаги по ширине равную шагу. Затем острым инструментом намечали винтовую линию в зазоре между полосками. После этого вручную напильниками вытачивали резьбу.

Устройство первых моделей

Первыми моделями, которые можно с уверенностью назвать токарными станками, были конструкции с канатно-ручным приводом и станок, описанный в 1671 году Шерюбеном. Он имел ножной привод и коленвал, благодаря которому вращение было в одну сторону. Ступенчато-шкивный привод позволял изменять частоту вращения детали.

С появлением водяного колеса станки перевели на механический привод. Через цех тянулся длинный вал с большим количеством шкивов. Каждый станок соединялся с ведущим валом ременной передачей.

Управление

После внедрения в 1712 году изобретения Нартова – самоходного суппорта, была решена проблема крепления и перемещения инструмента. Теперь вращение детали включалось и регулировалось перекидывание ремня на шкив нужного диаметра.

Продольное перемещение суппорта осуществлялось от винта, связанного с приводом. Шаг подачи регулировался копировальным пальцем. Он регулировал соотношение шага и подачи суппорта. Затем было изобретение Вокансона и суппорт получил механическую поперечную передачу и одновременно мог управляться вручную.

Начиная с 1800 года, токарные станки имеют все узлы современного оборудования и блоки управления. Крутящий момент передается от привода через ременную передачу. Жесткую зависимость продольных и поперечных подач от скорости вращения обеспечивают зубчатые зацепления. На суппорте появились рукоятки для переключения на разные режимы резания.

Металлические детали

Первые металлические детали на токарном станке появились на модели императора Максимилиана в 1518 году. Это были вращающиеся центра, в которых зажималась заготовка. Нартов в 1712 году создал станок для нарезания резьбы. В нем крутящий момент передавался через зубчатые шестерни и винтовой вал. Все детали были железными.

Первый полностью металлический станок был изготовлен Вокансоном в 1751 году. Французский механик относился к своему изобретению как к инструменту и убрал все декоративные украшения, оставив только функциональные узлы и детали. Его станок выглядел просто, имел массивную чугунную станину и мог выдерживать большие нагрузки при обработке металла.

Начиная с этого времени на станинах появились направляющие для суппорта и задней бабки. Станки стали изготавливать из стальных и чугунных деталей. Модели имели все узлы современного токарного оборудования.

Датчики положения

Первыми датчиками положения были копировальные пальцы. Они скользили по винту и задавали продольное и поперечное перемещение. Возможность переместить заднюю бабку позволила устанавливать детали разной длины и даже обрабатывать широкие заготовки с торца.

Когда перемещение суппорта и задней бабки стало происходить по направляющим, появились линейки с делениями, определяющими положение резца. Изготовление точных резьбы дало начало созданию лимбов. Теперь можно было уверено сказать, насколько сместится суппорт и резцедержка за полный оборот, и на какой угол следует повернуть ручку для смещения на 1 мм.

Приводные механизмы

Привод токарного станка прошел несколько этапов эволюции:

  • ручной и ножной с возвратным вращением;
  • ручное вращение в одну сторону;
  • движение от водяного колеса;
  • паровой привод;
  • электродвигатель.

С 1837 по 1842 год Роберт Дэвидсон конструировал электроприводы, в том числе и для токарных станков. Асинхронный трехфазны двигатель был изобретен Доливо-Добровольским в 1891 году. Но только после революции 1917 года его стали устанавливать на токарные станки и другое оборудование.

Габариты и вес

На первых станках обрабатывались детали диаметром до 200 мм и длиной до 1200 мм. Вес деревянного оборудования составлял 50–100 кг. Простейшие токарные настольные станки весят в сборе 70–120 кг. На них обрабатываются металлические заготовки весом 12–35 кг. Промышленное токарное оборудование весит от 1,2 тонны. На него устанавливают металлические детали от 200 мм диаметром и длиной 800–3000 мм.

Устройство и принцип работы токарного станка с ЧПУ

Весьма отдалённо они напоминали швейную машинку — потому, что включали в себя традиционный кривошипно-шатунный механизм. Это оказалось весьма позитивным сдвигом: вращающаяся заготовка теперь не имела попутных колебательных движений, заметно усложняя работу мастера, и ухудшая качество обработки.

Вместе с тем к началу XVI  века  токарный станок по-прежнему имел ряд существенных ограничений:

Токарный станок с канатным ручным приводом от маховика
  • Держать резец следовало вручную, поэтому при продолжительной обработке металла рука токаря сильно уставала.
  • Поддерживающий длинные заготовки люнет крепился отдельно от станка, а поэтому его установка и поверка были довольно длительными.
  • Проблема удаления стружки так и не была решена: требовался подмастерье, который время от времени смахивал стружку с руки мастера.
  • Не был решён и вопрос равномерного перемещения резца по мере обработки: всё определялось квалификацией и опытом мастера.

Последующие несколько сотен лет были истрачены на конструирование привода вращения подвижного центра станка, в котором крепилась обрабатываемая заготовка. Наиболее удачной оказалась конструкция Жана Бессона, который впервые применил для этих целей водяной привод.

Станок оказался довольно громоздким, но именно на нём впервые была нарезана резьба. Произошло это в середине XVI  века, а уже через несколько лет механик Петра I Андрей Нартов изобрёл механизированный станок, на котором можно было нарезать резьбу с изменяемой скоростью вращения подвижного центра. Характерной особенностью  станка Нартова оказалось также наличие сменного блока шестерён.

Кто же изобрёл суппорт?

Станок токарно-винторезный. Суппорт

Суппорт – ключевой узел современного токарного станка, всё остальное могло  в той или иной степени быть заимствовано из других механизмов. Вместе с тем  имея приспособление для точного перемещения металлорежущего инструмента вдоль обрабатываемой поверхности, причём по всем трём координатам, можно было бы говорить о полнофункциональном  станке для производства токарных работ. Но, как и в большинстве других случаев из истории техники, единоличное авторство в изобретении суппорта установить невозможно.

Что говорит о приоритете Андрея Нартова?

Большой токарно-копировальный станок, построенный Нартовым в 1718-1729 годах
  • В копировальном станке Нартова самоходный суппорт появился в 1712 году, в то время как Генри Модсли представил свой вариант только в 1797 году.
  • Совместное перемещение копира и суппорта в варианте станка Нартова впервые производилась при помощи одного механизма – ходового винта.
  • Изменение скорости поперечной подачи технически обеспечивалось разным шагом резьбы на ходовом винте.

Термин «суппорт» (от французского слова support – поддерживаю) впервые ввёл в обиход  Шарль Плюме, а уже станок, построенный его соотечественником  Жаном Вокансоном, практически походил на тот, с которым ныне работают все токари.

У этого механизма появились точные для своего времени V-образные направляющие, а суппорт имел возможность перемещаться не только в поперечном, но и в продольном направлениях. Тем не менее, здесь тоже не всё было в порядке – в частности, отсутствовал патрон, где закреплялась бы обрабатываемая заготовка.

Это существенно суживало технологические возможности оборудования: например, была невозможной токарная обработка заготовок, которые имели разную длину. Да и вообще выполнять какие-либо другие операции, кроме нарезки резьбы на винтах, болтах и пр.

И тут на исторической сцене появляется Генри Модсли.

Универсальный токарный станок – время пришло

Во многих отраслях человеческой созидательной деятельности пальма первенства достаётся тому, кто не столько изобрёл нечто, но ещё и смог при этом аналитически верно обобщить опыт предыдущих поколений. Генри Модсли – не исключение.

Токарный станок Г. Модсли 1798 г

Нет оснований утверждать, что Модсли примитивно украл схему суппорта  у Андрея Нартова. Да, во времена Петра I не особо приветствовались связи с Англией, но зато крепкими были взаимоотношения с Голландией. Но учитывая то, что голландцы, в свою очередь, часто принимали у себя английских предпринимателей и просто мастеров, вполне вероятно, что об изобретении Нартова очень скоро стало известно и на берегах туманного Альбиона (хотя Модсли и сам мог узнать о станке Нартова, поскольку в те годы занимался строительством паровых машин для России).

Величие Генри Модсли в другом – он представил на суд заинтересованных лиц (а в Англии к тому времени промышленная революция шла полным ходом) концепцию первого, по-настоящему  универсального  станка для выполнения  различных токарных операций. Оборудования, в котором органично были  решены все проблемы токарного способа обработки изделий.

Токарные станки Генри Модсли

Первый суппорт у Модсли имел крестообразную конструкцию: для перемещения по направляющим имелись два ходовых винта. Но в 1787 году Модсли кардинально изменил порядок движений инструмента и заготовки: последняя  оставалась неподвижно закреплённой, а вдоль её образующей теперь скользил суппорт. Для реализации этого изменения Модсли соединил один из ходовых винтов суппорта с передней бабкой при помощи зубчатой передачи (тот нюанс, до которого не додумался Нартов). В результате нарезание резьбы стало выполняться автоматически, а вручную производился лишь отвод суппорта после обработки детали.

Добавив позже в станок комплект сменных зубчатых колёс, Модсли  добился того, что теперь присуще любому токарному станку – универсальности и технологического удобства  работы.

Видео: Управление токарным станком

Токарно-винторезный станок с механизированным суппортом и набором сменных зубчатых колёс

Как утверждают историки, первый токарный станок был и изобретен еще в VII в. до н.э. Он представлял собой регулируемые тиски: мастер зажимал в них заготовку, а затем обрабатывал вручную. Такие станки предназначались главным образом для обтачивания деталей из дерева. Полумеханическая обработка заготовок вошла в практику в XV в., когда был изобретен нижний привод: токарь нажимал на педаль, после чего обрабатываемая деталь начинала вращаться, благодаря чему ее было легче обтачивать. Однако такие приводы были маломощными. Поэтому в металлообработке стали применять водяной привод, работавший по принципу водяной мельницы. С его помощью можно было создавать довольно сложные металлические фигуры, например шар или цилиндр.

 

В VII в. появились токарные станки, в которых обрабатываемое изделие приводилось в движение с помощью водяного колеса, но резец по-прежнему держал в руке токарь. А в XVIII в. токарные станки стали применяться в первую очередь для обработки металла. В связи с этим требовался очень твердый и усиленный (с жестким креплением) резец, способный долгое время не затупляться.

 

С 1712 по 1725 А. К. Нартов создал целый ряд моделей токарных станков. Часть из них была снабжена суппортами (подвижными приспособлениями для фиксирования резца) и набором сменных зубчатых колес, что позволяло изготавливать детали строго определенной геометрической формы. Однако по-прежнему трудными для выполнения на копировальном станке оставались операции, требующие особой точности: нанесение резьбы для ружей, сложных узоров на предметы роскоши (гравировка), обработка зубчатых шайб и шестеренок. Со временем А.К. Нартов усовершенствовал свои модели, благодаря чему стало возможны автоматическое передвижение суппорта вдоль оси, обрабатываемой заготовки. Правда, поперечной подачи еще не было. Поэтому работы над усовершенствованием суппорта продолжались.

 

Свой суппорт создали, в частности, тульские механик Алексей Сурнин и Павел Захава. Более совершенную конструкцию суппорта, близкую к современной, удалось придумать английскому станкостроителю Генри Модсли, но А.К. Нартов первым нашел путь к решению этой задачи. Можно считать, что станки Нартова имели стратегическое значение: с их помощью сверлились, например, дула пушек» ведь победы, русского оружия во многом зависели от артиллерии. В работе А.К. Нартова «Ясное зрелище махин» описано более 20 токарных, токарно-копировальных и токарно-винторезных станков различных конструкций.

 

Выполненные Нартовым чертежи и технические описания свидетельствуют о его больших инженерных познаниях. Деятельность этой мастерской имела решающее значений для развития приборостроительной отрасли в России: созданные Нартовым станки позволяли значительно увеличить точность изготовления деталей для всех используемых в то время инструментов, что впоследствии оценили М.В. Ломоносов и И.П. Кулибин, проводившие свои опыты (каждый в свое время) именно на станках Нартова.

 

100 великих русских изобретений, Вече 2008

Что изобрел генри модсли. Современный токарный станок – путь от идеи к реализации

История относит изобретение токарного станка к 650 гг. до н. э. Станок представлял собой два установленных центра, между которыми зажималась заготовка из дерева, кости или рога. Раб или подмастерье вращал заготовку (один или несколько оборотов в одну сторону, затем в другую). Мастер держал резец в руках и, прижимая его в нужном месте к заготовке, снимал стружку, придавая заготовке требуемую форму.

Позднее для приведения заготовки в движение применяли лук со слабо натянутой (провисающей) тетивой. Тетиву оборачивали вокруг цилиндрической части заготовки так, чтобы она образовала петлю вокруг заготовки. При движении лука то в одну, то в другую сторону, аналогично движению пилы при распиливании бревна, заготовка делала несколько оборотов вокруг своей оси сначала в одну, а затем в другую сторону.

В XIV – XV веках были распространены токарные станки с ножным приводом. Ножной привод состоял из очепа – упругой жерди, консольно закрепленной над станком. К концу жерди крепилась бечевка, которая была обернута на один оборот вокруг заготовки и нижним концом крепилась к педали. При нажатии на педаль бечевка натягивалась, заставляя заготовку сделать один – два оборота, а жердь – согнуться. При отпускании педали жердь выпрямлялась, тянула вверх бечевку, и заготовка делала те же обороты в другую сторону.

Примерно к 1430 г. вместо очепа стали применять механизм, включающий педаль, шатун и кривошип, получив, таким образом, привод, аналогичный распространенному в XX веке ножному приводу швейной машинки. С этого времени заготовка на токарном станке получила вместо колебательного движения вращение в одну сторону в течение всего процесса точения.

В 1500 г. токарный станок уже имел стальные центры и люнет, который мог быть укреплен в любом месте между центрами.

На таких станках обрабатывали довольно сложные детали, представляющие собой тела вращения, – вплоть до шара. Но привод существовавших тогда станков был слишком маломощным для обработки металла, а усилия руки, держащей резец, недостаточными, чтобы снимать большую стружку с заготовки. В результате обработка металла оказывалась малоэффективной. Необходимо было заменить руку рабочего специальным механизмом, а мускульную силу, приводящую станок в движение, более мощным двигателем.

Появление водяного колеса привело к повышению производительности труда, оказав при этом мощное революционизирующее действие на развитие техники. А с середины XIV в. водяные приводы стали распространяться в металлообработке.

В середине XVI Жак Бессон (умер в 1569 г. ) – изобрел токарный станок для нарезки цилиндрических и конических винтов.

В начале XVIII века Андрей Константинович Нартов (1693-1756), механик Петра первого, изобретает оригинальный токарно-копировальный и винторезный станок с механизированным суппортом и набором сменных зубчатых колес. Чтобы по-настоящему понять мировое значение этих изобретений, вернемся к эволюции токарного станка.

В XVII в. появились токарные станки, в которых обрабатываемое изделие приводилось в движение уже не мускульной силой токаря, а с помощью водяного колеса, но резец, как и раньше, держал в руке токарь. В начале XVIII в. токарные станки все чаще использовали для резания металлов, а не дерева, и поэтому проблема жесткого крепления резца и перемещения его вдоль обрабатываемой поверхности стола весьма актуальной. И вот впервые проблема самоходного суппорта была успешно решена в копировальном станке А.К.Нартова в 1712 г.

К идее механизированного передвижения резца изобретатели шли долго. Впервые эта проблема особенно остро встала при решении таких технических задач, как нарезание резьбы, нанесение сложных узоров на предметы роскоши, изготовление зубчатых колес и т.д. Для получения резьбы на валу, например, сначала производили разметку, для чего на вал навивали бумажную ленту нужной ширины, по краям которой наносили контур будущей резьбы. После разметки резьбу опиливали напильником вручную. Не говоря уже о трудоемкости такого процесса, получить удовлетворительное качество резьбы таким способом весьма трудно.

А Нартов не только решил задачу механизации этой операции, но в 1718-1729 гг. сам усовершенствовал схему. Копировальный палец и суппорт приводились в движение одним ходовым винтом, но с разным шагом нарезки под резцом и под копиром. Таким образом, было обеспечено автоматическое перемещение суппорта вдоль оси обрабатываемой заготовки. Правда, поперечной подачи еще не было, вместо нее было введено качание системы “копир-заготовка”. Поэтому работы над созданием суппорта продолжались. Свой суппорт создали, в частности, тульские механики Алексей Сурнин и Павел Захава. Более совершенную конструкцию суппорта, близкую к современной, создал английский станкостроитель Модсли, но А.К. Нартов остается первым, кто нашел путь к решению этой задачи.

Вторая половина XVIII в. в станкостроении ознаменовалась резким увеличением сферы применения металлорежущих станков и поисками удовлетворительной схемы универсального токарного станка, который мог бы использоваться в различных целях.

В 1751 г. Ж. Вокансон во Франции построил станок, который по своим техническим данным уже походил на универсальный. Он был выполнен из металла, имел мощную станину, два металлических центра, две направляющие V-образной формы, медный суппорт, обеспечивающий механизированное перемещение инструмента в продольном и поперечном направлениях. В то же время в этом станке отсутствовала система зажима заготовки в патроне, хотя это устройство существовало в других конструкциях станков. Здесь предусматривалось крепление заготовки только в центрах. Расстояние между центрами можно было менять в пределах 10 см. Поэтому обрабатывать на станке Вокансона можно было лишь детали примерно одинаковой длины.

В 1778 г. англичанин Д. Рамедон разработал два типа станков для нарезания резьб. В одном станке вдоль вращаемой заготовки по параллельным направляющим передвигался алмазный режущий инструмент, скорость перемещения которого задавалась вращением эталонного винта. Сменные шестерни позволяли получать резьбы с разным шагом. Второй станок давал возможность изготавливать резьбу с различным шагом на


детали большей длины, чем длина эталона. Резец продвигался вдоль заготовки с помощью струны, накручивавшейся на центральную шпонку.

В 1795 г. французский механик Сено изготовил специализированный токарный станок для нарезки винтов. Конструктор предусмотрел сменные шестерни, большой ходовой винт, простой механизированный суппорт. Станок был лишен каких-либо украшений, которыми любили украшать свои изделия мастера прежде.

Накопленный опыт позволил к концу XVIII века создать универсальный токарный станок, ставший основой машиностроения. Его автором стал Генри Модсли. В 1794 г. он создал конструкцию суппорта, довольно несовершенную. В 1798 г., основав собственную мастерскую по производству станков, он значительно улучшил суппорт, что позволило создать вариант универсального токарного станка.

В 1800 г. Модсли усовершенствовал этот станок, а затем создал и третий вариант, содержавший все элементы, которые имеют токарно-винторезные станки сегодня. При этом существенно то, что Модсли понял необходимость унификации некоторых видов деталей и первым стал внедрять стандартизацию резьб на винтах и гайках. Он начал выпускать наборы метчиков и плашек для нарезки резьб.

Одним из учеников и продолжателей дела Модсли был Р. Робертс. Он улучшил токарный станок тем, что расположил ходовой винт перед станиной, добавил зубчатый перебор, ручки управления вынес на переднюю па


нель станка, что сделало более удобным управление станком. Этот станок работал до 1909 г.

Другой бывший сотрудник Модсли – Д. Клемент создал лоботокарный станок для обработки деталей большого диаметра. Он учел, что при постоянной скорости вращения детали и постоянной скорости подачи по мере движения резца от периферии к центру скорость резания будет падать, и создал систему увеличения скорости.

В 1835 г. Д. Витворт изобрел автоматическую подачу в поперечном направлении, которая была связана с механизмом продольной подачи. Этим было завершено принципиальное совершенствование токарного оборудования.

Следующий этап – автоматизация токарных станков. Здесь пальма первенства принадлежала американцам. В США развитие техники обработки металлов началось позднее, чем в Европе. Американские станки первой половины XIХ в. значительно уступали станкам Модсли.

Во второй половине XIХ в. качество американских станков было уже достаточно высоким. Станки выпускались серийно, причем вводилась полная взаимозаменяемость деталей и блоков, выпускаемых одной фирмой. При поломке детали достаточно было выписать с завода аналогичную и заменить сломанную деталь на целую без всякой подгонки.

Во второй половине XIХ в. были введены элементы, обеспечивающие полную механизацию обработки – блок автоматической подачи по обеим координатам, совершенную систему крепления резца и детали. Режимы резания и подач изменялись быстро и без значительных усилий. В токарных станках имелись элементы автоматики – автоматический останов станка при достижении определенного размера, система автоматического регулирования скорости лобового точения и т.д.

Однако основным достижением американского станкостроения было не развитие традиционного токарного станка, а создание его модификации – револьверного станка. В связи с необходимостью изготовления нового стрелкового оружия (револьверов) С. Фитч в 1845 г. разработал и построил револьверный станок с восемью режущими инструментами в револьверной головке. Быстрота смены инструмента резко повысила производительность станка при изготовлении серийной продукции. Это был серьезный шаг к созданию станков-автоматов.

В настоящее время широко известен токарный станок. История его создания начинается с 700-х годов н.э. Первые модели применялись для обработки древесины, 3 века спустя был создан агрегат для работы с металлами.

Первые упоминания

В 700-х годах н.э. был создан агрегат, частично напоминающий современный токарный станок. История его первого удачного запуска начинается с обработки древесины методом вращения заготовки. Ни одной детали установки не было сделано из металла. Поэтому надежность таких устройств довольна низкая.

В то время низкий КПД имел токарный станок. История производства восстановлена по сохранившимся чертежам, рисункам. Чтобы раскрутить заготовку требовалось 2 крепких подмастерья. Точность получаемых изделий невысокая.

Информацию об установках, отдаленно напоминающих токарный станок, история датирует 650 годом до н. э. Однако общим у этих машин был только принцип обработки — методом вращения. Остальные узлы были примитивны. Заготовка приводилась в движение в прямом смысле руками. Использовался рабский труд.

Созданные модели в 12 веке уже имели подобие привода и на них могли получить полноценное изделие. Однако держателей инструмента еще не было. Поэтому о высокой точности изделия было рано говорить.

Устройство первых моделей

Старинный токарный станок зажимал заготовку между центрами. Вращение осуществлялось руками всего на несколько оборотов. Неподвижным инструментом осуществлялся рез. Аналогичный принцип обработки присутствует в современных моделях.

В качестве привода для вращения заготовки мастера использовали: животных, лук со стрелами привязанный веревкой к изделию. Некоторые умельцы для этих целей строили подобие водяной мельницы. Но значительно повысить производительность так и не получалось.

Первый токарный станок имел деревянные части, и с увеличением количества узлов терялась надежность устройства. Водяные приспособления быстро теряли актуальность ввиду сложности ремонта. Только к 14 веку появился простейший привод, значительно упростивший процесс обработки.

Ранние приводные механизмы

Прошло несколько веков с изобретения токарного станка до реализации на нем простейшего приводного механизма. Представить его можно в виде жерди закрепленной посередине на станине поверх заготовки. Один конец очепа привязан веревкой, которая обернута вокруг заготовки. Второй закреплен с педалью для ног.

Этот механизм успешно работал, но не мог дать необходимую производительность. Принцип работы был построен на законах упругой деформации. При нажатии на педаль осуществлялось натяжение веревки, жердь изгибалась и испытывала значительное напряжение. Последнее передавалось заготовке, приводя ее в движение.

Провернув изделие на 1 или 2 оборота, жердь освобождалась и снова изгибалась. Педалью мастер регулировал постоянную работу очепа, заставляя непрерывно вращаться заготовку. Руки при этом были заняты инструментом, совершая обработку древесины.

Этот простейший механизм унаследовали следующие версии станков, которые уже имели кривошипно-шатунный механизм. Аналогичную конструкцию привода впоследствии имели механические швейные машинки 20-го века. На токарных станках при помощи кривошипа добились равномерного движения в одну сторону.

За счет равномерного движения мастера стали получать изделия правильной цилиндрической формы. Единственное чего не хватало — жесткости узлов: центров, державок инструмента, приводного механизма. Из дерева изготавливались держатели резцов, что приводило к их отжиму при обработке.

Но, несмотря на перечисленные недостатки, стало возможным выпускать даже шарообразные детали. Обработка металлов еще была затруднительным процессом. Даже мягкие сплавы вращением не поддавались реальному точению.

Положительным сдвигом в конструировании станков было внедрение универсальности в обработке: уже на одной машине выполнялась обработка заготовок различного диаметра и длины. Это достигалось регулируемыми держателями и центрами. Однако большие детали требовали значительных физических затрат мастера на реализацию вращение.

Многие умельцы приспособили маховик из чугуна и других тяжелых материалов. Использование силы инерции и притяжения облегчило труд обработчика. Однако промышленных масштабов достигнуть было еще сложно.

Металлические детали

Основной задачей изобретателей станков было повысить жесткость узлов. Началом технического перевооружения стало применение металлических центров, зажимающих заготовку. Позже уже внедрили шестеренчатые передачи из стальных деталей.

Металлические запчасти позволили создать винторезные станки. Жесткости уже хватало для обработки мягких металлов. Постепенно совершенствовались отдельные узлы:

  • держатель заготовок, позже названный главным узлом — шпинделем;
  • конусные упоры оснащались регулируемыми механизмами для изменения положения по длине;
  • работа на токарном станке стала легче с изобретением металлического держателя инструмента, но требовался постоянный отвод стружки при повышении производительности;
  • чугунная станина повысила жесткость конструкции, что позволило обрабатывать детали значительной длины.

С внедрением металлических узлов раскрутить заготовку становится сложнее. Изобретатели задумались о создании полноценного привода, желая исключить ручной труд человека. Система передач помогла осуществить задуманное. Паровой двигатель впервые был приспособлен для вращения заготовок. Ему предшествовал водяной двигатель.

Равномерность перемещения режущего инструмента осуществлялась червячной передачей при помощи рукоятки. Благодаря этому получалась более чистая поверхность детали. Сменные блоки позволили реализовать универсальную работу на токарном станке. Механизированные конструкции усовершенствовались столетиями. Но по сей день принцип работы узлов базируется на первых изобретениях.

Ученые изобретатели

В настоящий момент, покупая токарный станок, технические характеристики анализируют в первую очередь. В них приводятся основные возможности в обработке, габариты, жесткость, скорость производства. Ранее с модернизацией узлов постепенно вводились параметры, согласно которым модели сравнивали между собой.

Классификация машин помогала оценивать степень совершенства того или иного станка. После анализа собранных данных отечественный изобретатель времен Петра I-го, модернизировал предыдущие модели. Его детищем стал настоящий механизированный станок, позволяющий производить различные виды обработок тел вращения, нарезать резьбу.

Плюсом в конструкции Нартова была возможность изменять скорость вращения подвижного центра. Также им были предусмотрены сменные блоки шестерен. Внешний вид станка и устройство напоминают современный простейший токарный станок ТВ3, 4, 6. Аналогичные узлы имеют и современные обрабатывающие центры.

В 18-ом веке Андрей Нартов представил миру самоходный суппорт. передавал равномерное перемещение инструмента. Генри Модсли, английский изобретатель, представил свою версию важного узла к концу столетия. В его конструкции изменение скорости перемещения осей осуществлялось благодаря разному шагу резьбы ходового винта.

Основные узлы

Для обработки 3D-деталей резанием методом вращения идеально подходят токарные станки. Обзор современной машины содержит параметры и характеристики основных узлов:

  • Станина — основной нагруженный элемент, рама станка. Изготавливают из прочных и твердых сплавов, преимущественно применяется перлит.
  • Суппорт — остров для крепления вращающихся инструментальных головок либо статичного инструмента.
  • Шпиндель — выступает в роли держателя заготовок. Основной мощный узел вращения.
  • Дополнительные узлы: ШВП, оси скольжения, механизмы смазки, подачи СОЖ, воздухоотборники из рабочей зоны, охладители.

Современный токарный станок содержит приводные системы, состоящие из сложной электроники управления и двигателя чаще синхронного. Дополнительные опции позволяют убирать стружку из рабочей зоны, измерять инструмент, подавать СОЖ под давлением непосредственно в область реза. Механика станка подбирается индивидуально под задачи производства, от этого зависит и стоимость оборудования.

Суппорт содержит узлы для размещения подшипников, которые насажены на ШВП (шарико-винтовую пару). Также на нем монтируются элементы для контакта с направляющими скольжения. Смазка в современных станках подается автоматически, контролируется ее уровень в бачке.

В первых токарных станках перемещение инструмента осуществлял человек, он выбирал направление его движения. В современных моделях все манипуляции осуществляет контроллер. Понадобилось несколько веков для изобретения подобного узла. Электроника значительно расширила возможности обработки.

Управление

В последнее время распространены токарные станки с ЧПУ по металлу — с число-программным управлением. Контроллер управляет процессом реза, отслеживает положение осей, вычисляет движение по заложенным параметрам. В памяти хранится несколько этапов реза, вплоть до выхода готовой детали.

Токарные станки с ЧПУ по металлу могут иметь визуализацию процесса, что помогает проверить написанную программу до начала движения инструмента. Весь рез можно увидеть виртуально и вовремя исправить ошибки кода. Современная электроника контролирует нагрузку на оси. Последние версии программного обеспечения позволяют определить поломанный инструмент.

Методика контроля поломанных пластин на державке основана на сравнении графика нагрузок оси при нормальном режиме работы и при превышении аварийного порога. Отслеживание происходит в программе. Сведения для анализа контроллеру подает приводная система либо датчик мощности с возможностью оцифровки значений.

Датчики положения

Первые станки с электроникой имели концевики с микровыключателями для контроля крайних положений. Позже на винтопару стали устанавливать кодеры. В настоящее время используются высокоточные линейки, способные замерить люфт в несколько микрон.

Оснащаются круговыми датчиками и оси вращения. мог быть управляемым. Это требуется для реализации фрезерных функций, которые выполнялись приводным инструментом. Последний часто встраивался в револьверную головку.

Измерение целостности инструмента производится при помощи электронных щупов. Они же облегчают работу по поиску точек привязки для старта цикла реза. Зонды могут замерять геометрию получаемых контуров детали после обработки и автоматически вносить корректоры, закладываемые в повторную чистовую обработку.

Простейшая современная модель

Токарный станок ТВ 4 относится к учебным моделям с простейшим приводным механизмом. Все управление осуществляется вручную.

Рукоятки:

  • регулируют положение инструмента относительно оси вращения;
  • задают направления нарезания резьбы правой или левой;
  • служат для изменения числа оборотов главного привода;
  • определяют шаг резьбы;
  • включают продольное перемещение инструмента;
  • отвечают за крепление узлов: задней бабки и ее пиноли, головки с резцами.

Маховики перемещают узлы:

  • пиноль задней бабки;
  • каретку продольную.

В конструкции предусмотрена цепь освещения рабочей зоны. Система безопасности в виде защитного экрана предохраняет работников от попадания стружки. Конструкция станка компактная, что позволяет его использовать в учебных классах, помещениях сервиса.

Токарно-винторезный станок ТВ4 относится к простым конструкциям, где предусмотрены все необходимые узлы полноценной конструкции по обработке металлов. Шпиндель имеет привод через коробку передач. Инструмент закреплен на суппорте с механической подачей, приводится в движение винтопарой.

Размеры

Шпинделем управляет асинхронный двигатель. Максимальный размер заготовки может быть в диаметре:

  • не более 125 мм, если проводить обработку над суппортом;
  • не более 200 мм, если обработка проводится над станиной.

Длина заготовки зажимаемой в центрах не более 350 мм. В сборе станок весит280 кг, максимальные обороты шпинделя 710 об/мин. Эта скорость вращения является определяющей при чистовой обработке. Питание производится от сети 220В частотой 50 Гц.

Особенности модели

Коробка скоростей станка ТВ4 связана с двигателем шпинделя клиноременной передачей. На шпиндель же вращение передается от коробки через ряд шестерней. Направление вращения заготовки легко меняется фазировкой главного двигателя.

Гитара служит для осуществления передачи вращения от шпинделя к суппортам. Имеется возможность переключать 3 скорости подачи. Соответственно нарезается три разного типа метрические резьбы. Плавность и равномерность хода обеспечивает ходовой винт.

Рукоятками задается направление вращения винтопары передней бабки. Также рукоятками задаются скорости подач. Суппорт ходит только в продольном направлении. Узлы следует смазывать согласно регламентам станка вручную. Шестерни же забирают смазку из ванны, в которой они работают.

На станке реализована возможность работы вручную. Для этого используются маховики. Происходит зацепление реечной шестерни и зубчатой рейкой. Последняя прикручена к станине. Такая конструкция позволяет при необходимости включать ручное управление станком. Аналогичный маховик применяется для перемещения пиноли задней бабки.

Вообще-то нечто подобное было известно еще в рабовладельческой Элладе за несколько сотен лет до нашей эры. Принцип получения тел вращения, при котором необходимо вращать заготовку, прикасаясь к её поверхности более прочным и остро заточенным предметом, придумать оказалось легко.

Не было и проблем с источником энергии, поскольку здоровых и крепких рабов наличествовало в избытке. В более цивилизованные времена привод такого станка осуществлялся туго натянутой тетивой от лука. Но тут имелось существенное ограничение – скорость оборотов падала по мере раскручивания тетивы, поэтому в Средние века появились модели токарных станков с ножным приводом.

Устройство и принцип работы токарного станка с ЧПУ

Весьма отдалённо они напоминали швейную машинку – потому, что включали в себя традиционный кривошипно-шатунный механизм. Это оказалось весьма позитивным сдвигом: вращающаяся заготовка теперь не имела попутных колебательных движений, заметно усложняя работу мастера, и ухудшая качество обработки.

Вместе с тем к началу XVI века токарный станок по-прежнему имел ряд существенных ограничений:


  • Держать резец следовало вручную, поэтому при продолжительной обработке металла рука токаря сильно уставала.
  • Поддерживающий длинные заготовки люнет крепился отдельно от станка, а поэтому его установка и поверка были довольно длительными.
  • Проблема удаления стружки так и не была решена: требовался подмастерье, который время от времени смахивал стружку с руки мастера.
  • Не был решён и вопрос равномерного перемещения резца по мере обработки: всё определялось квалификацией и опытом мастера.

Последующие несколько сотен лет были истрачены на конструирование привода вращения подвижного центра станка, в котором крепилась обрабатываемая заготовка. Наиболее удачной оказалась конструкция Жана Бессона, который впервые применил для этих целей водяной привод.

Станок оказался довольно громоздким, но именно на нём впервые была нарезана резьба. Произошло это в середине XVI века, а уже через несколько лет механик Петра I Андрей Нартов изобрёл механизированный станок, на котором можно было нарезать резьбу с изменяемой скоростью вращения подвижного центра. Характерной особенностью станка Нартова оказалось также наличие сменного блока шестерён.

Кто же изобрёл суппорт?


Суппорт – ключевой узел современного токарного станка, всё остальное могло в той или иной степени быть заимствовано из других механизмов. Вместе с тем имея приспособление для точного перемещения металлорежущего инструмента вдоль обрабатываемой поверхности, причём по всем трём координатам, можно было бы говорить о полнофункциональном станке для производства токарных работ. Но, как и в большинстве других случаев из истории техники, единоличное авторство в изобретении суппорта установить невозможно.

Что говорит о приоритете Андрея Нартова?


  • В копировальном станке Нартова самоходный суппорт появился в 1712 году, в то время как Генри Модсли представил свой вариант только в 1797 году.
  • Совместное перемещение копира и суппорта в варианте станка Нартова впервые производилась при помощи одного механизма – ходового винта.
  • Изменение скорости поперечной подачи технически обеспечивалось разным шагом резьбы на ходовом винте.

Термин «суппорт» (от французского слова support – поддерживаю) впервые ввёл в обиход Шарль Плюме, а уже станок, построенный его соотечественником Жаном Вокансоном, практически походил на тот, с которым ныне работают все токари.

У этого механизма появились точные для своего времени V-образные направляющие, а суппорт имел возможность перемещаться не только в поперечном, но и в продольном направлениях. Тем не менее, здесь тоже не всё было в порядке – в частности, отсутствовал патрон, где закреплялась бы обрабатываемая заготовка.

Это существенно суживало технологические возможности оборудования: например, была невозможной токарная обработка заготовок, которые имели разную длину. Да и вообще выполнять какие-либо другие операции, кроме нарезки резьбы на винтах, болтах и пр.

И тут на исторической сцене появляется Генри Модсли.

Универсальный токарный станок – время пришло

Во многих отраслях человеческой созидательной деятельности пальма первенства достаётся тому, кто не столько изобрёл нечто, но ещё и смог при этом аналитически верно обобщить опыт предыдущих поколений. Генри Модсли – не исключение.


Нет оснований утверждать, что Модсли примитивно украл схему суппорта у Андрея Нартова. Да, во времена Петра I не особо приветствовались связи с Англией, но зато крепкими были взаимоотношения с Голландией. Но учитывая то, что голландцы, в свою очередь, часто принимали у себя английских предпринимателей и просто мастеров, вполне вероятно, что об изобретении Нартова очень скоро стало известно и на берегах туманного Альбиона (хотя Модсли и сам мог узнать о станке Нартова, поскольку в те годы занимался строительством паровых машин для России).

Величие Генри Модсли в другом – он представил на суд заинтересованных лиц (а в Англии к тому времени промышленная революция шла полным ходом) концепцию первого, по-настоящему универсального станка для выполнения различных токарных операций. Оборудования, в котором органично были решены все проблемы токарного способа обработки изделий.


Первый суппорт у Модсли имел крестообразную конструкцию: для перемещения по направляющим имелись два ходовых винта. Но в 1787 году Модсли кардинально изменил порядок движений инструмента и заготовки: последняя оставалась неподвижно закреплённой, а вдоль её образующей теперь скользил суппорт. Для реализации этого изменения Модсли соединил один из ходовых винтов суппорта с передней бабкой при помощи зубчатой передачи (тот нюанс, до которого не додумался Нартов). В результате нарезание резьбы стало выполняться автоматически, а вручную производился лишь отвод суппорта после обработки детали.

Добавив позже в станок комплект сменных зубчатых колёс, Модсли добился того, что теперь присуще любому токарному станку – универсальности и технологического удобства работы.

Видео: Управление токарным станком

Генри Модсли
Henry Maudslay
220px
Дата рождения:
Место рождения:

Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

Дата смерти:

Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

Место смерти:
Страна:

Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

Научная сфера:
Место работы:

Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

Учёная степень:

Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

Учёное звание:

Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

Альма-матер :

Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

Научный руководитель:

Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

Известные ученики:

Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

Известен как:

Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

Известна как:

Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

Награды и премии:

Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

Сайт:

Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

Подпись:

Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

[[Ошибка Lua в Модуль:Wikidata/Interproject на строке 17: attempt to index field “wikibase” (a nil value). |Произведения]] в Викитеке
Ошибка Lua в Модуль:Wikidata на строке 170: attempt to index field “wikibase” (a nil value).
Ошибка Lua в Модуль:CategoryForProfession на строке 52: attempt to index field “wikibase” (a nil value).

Детские годы жизни

Отец Модсли, которого также звали Генри, работал мастером по ремонту колёс и кузовов карет в Royal Engineers (англ. ). После ранения в бою он стал кладовщиком в Royal Arsenal (англ. ), расположенном в Вулидже , южном районе Лондона , предприятии, производящем вооружение, боеприпасы и взрывчатые вещества, а также проводящем научные исследования для британских вооруженных сил. Там он женился на молодой вдове, Маргарет Лонди, у них было семь детей, среди которых молодой Генри был пятым ребёнком. В 1780 году отец Генри умер. Как и многие дети той эпохи, Генри с раннего возраста начал работать на производстве, в возрасте 12 лет он был «порошковой обезьяной», одним из мальчиков, нанятых для засыпки патронов в Арсенале (Royal Arsenal (англ. ). Два года спустя он был переведён в столярную мастерскую, укомплектованную штамповочным кузнечным прессом, где в возрасте пятнадцати лет начал обучаться кузнечному ремеслу.

Карьера

В 1800 году Модсли разработал первый промышленный металлорежущий станок, позволяющий стандартизировать размеры резьбы. Это позволило внедрить концепцию взаимозаменяемости, чтобы применять на практике гайки и болты. До него резьбу, как правило, набивали квалифицированные работники очень примитивным способом – размечали на заготовке болта канавку, а потом прорезали её, используя зубило , напильник и различные другие инструменты. Соответственно – гайки и болты получались нестандартной формы и размера, и такой болт подходил исключительно к гайке, которую для него изготовили. Гайки применялись редко, металлические винты применялись, в основном, при работах по дереву, для соединения отдельных блоков. Металлические болты, проходящие через обрамление древесины, для крепежа с другой стороны заклинивались, или на край болта надевалась металлическая шайба, и конец болта развальцовывался. Модсли для использования в своей мастерской стандартизировал процесс изготовления резьбы и выпустил наборы метчиков и плашек , таким образом, любой болт соответствующего размера подходил к любой гайке того же размера. Это было большим шагом вперёд в техническом прогрессе и производстве оборудования .

Модсли впервые изобрёл микрометр с точностью измерения до одной десятитысячной доли дюйма (0.0001 в ≈ 3 мкм). Он назвал его «лордом-канцлером», поскольку им пользовались, чтобы уладить любые вопросы относительно точности измерения деталей в его мастерских.

В преклонном возрасте Модсли проявил интерес к астрономии и начал строить телескоп . Он намеревался купить дом в одном из районов Лондона и построить частную обсерваторию, но заболел и умер прежде, чем смог осуществить свой план. В январе 1831 года он простудился во время пересечения Ла-Манша , возвращаясь после посещения своего друга во Франции. Генри болел 4 недели и умер 14 февраля 1831. Его похоронили на приходском кладбище церкви св. Марии Магдалины (англ. ) в Вулидже (Южный Лондон), где по его проекту был воздвигнут чугунный мемориал семьи Модсли, отлитый на заводе в Ламбете . В дальнейшем на этом кладбище похоронили 14 членов его семьи.

Многие выдающиеся инженеры обучались в мастерской Генри, в том числе Ричард Робертс (англ. ) , Дэвид Нейпир, Джозеф Клемент (англ. ), сэр Джозеф Витуорт , Джеймс Несмит (изобретатель парового молота), Джошуа Филд (англ. ) и Уильям Мьюир.

Генри Модсли внёс свой вклад в развитие машиностроения, когда оно ещё только зарождалось, основное его новаторство было в создании станков, которые потом будут использоваться в технических мастерских по всему миру.

Компания Модсли была одной из самых важных британских инженерных мануфактур девятнадцатого века и просуществовала до 1904 года.

Напишите отзыв о статье “Модсли, Генри”

Литература

Примечания

Отрывок, характеризующий Модсли, Генри

Подвести моих новых гостей я никоим образом не могла…
На следующий день была пятница, и моя бабушка, как обычно собиралась на рынок, что она делала почти каждую неделю, хотя, если честно, большой надобности в этом не было, так как очень многие фрукты и овощи росли в нашем саду, а остальными продуктами обычно были битком набиты все ближайшие продовольственные магазины. Поэтому, такой еженедельный «поход» на рынок наверняка был просто-напросто символичным – бабушка иногда любила просто «проветриться», встречаясь со своими друзьями и знакомыми, а также принести всем нам с рынка что-то «особенно вкусненькое» на выходные дни.
Я долго крутилась вокруг неё, ничего не в силах придумать, как бабушка вдруг спокойно спросила:
– Ну и что тебе не сидится, или приспичило что?..
– Мне уйти надо! – обрадовавшись неожиданной помощи, выпалила я. – Надолго.
– Для других или для себя? – прищурившись спросила бабушка.
– Для других, и мне очень надо, я слово дала!
Бабушка, как всегда, изучающе на меня посмотрела (мало кто любил этот её взгляд – казалось, что она заглядывает прямо тебе в душу) и наконец сказала:
– К обеду чтобы была дома, не позже. Этого достаточно?
Я только кивнула, чуть не подпрыгивая от радости. Не думала, что всё обойдётся так легко. Бабушка часто меня по-настоящему удивляла – казалось, она всегда знала, когда дело было серьёзно, а когда был просто каприз, и обычно, по-возможности, всегда мне помогала. Я была очень ей благодарна за её веру в меня и мои странноватые поступки. Иногда я даже была почти что уверена, что она точно знала, что я делала и куда шла… Хотя, может и вправду знала, только я никогда её об этом не спрашивала?..
Мы вышли из дома вместе, как будто я тоже собиралась идти с ней на рынок, а за первым же поворотом дружно расстались, и каждая уже пошла своей дорогой и по своим делам…
Дом, в котором всё ещё жил отец маленькой Вэсты был в первом у нас строящемся «новом районе» (так называли первые многоэтажки) и находился от нас примерно в сорока минутах быстрой ходьбы. Ходить я очень любила всегда, и это не доставляло мне никаких неудобств. Только я очень не любила сам этот новый район, потому что дома в нём строились, как спичечные коробки – все одинаковые и безликие. И так как место это только-только ещё начинало застраиваться, то в нём не было ни одного дерева или любой какой-нибудь «зелени», и оно было похожим на каменно-асфальтовый макет какого-то уродливого, ненастоящего городка. Всё было холодным и бездушным, и чувствовала я себя там всегда очень плохо – казалось, там мне просто не было чем дышать…
И ещё, найти номера домов, даже при самом большом желании, там было почти что невозможно. Как, например, в тот момент я стояла между домами № 2 и № 26, и никак не могла понять, как же такое может быть?!. И гадала, где же мой «пропавший» дом № 12?.. В этом не было никакой логики, и я никак не могла понять, как люди в таком хаосе могут жить?
Наконец-то с чужой помощью мне удалось каким-то образом найти нужный дом, и я уже стояла у закрытой двери, гадая, как же встретит меня этот совершенно мне незнакомый человек?..
Я встречала таким же образом много чужих, неизвестных мне людей, и это всегда вначале требовало большого нервного напряжения. Я никогда не чувствовала себя комфортно, врываясь в чью то частную жизнь, поэтому, каждый такой «поход» всегда казался мне чуточку сумасшедшим. И ещё я прекрасно понимала, как дико это должно было звучать для тех, кто буквально только что потерял родного им человека, а какая-то маленькая девочка вдруг вторгалась в их жизнь, и заявляла, что может помочь им поговорить с умершей женой, сестрой, сыном, матерью, отцом… Согласитесь – это должно было звучать для них абсолютно и полностью ненормально! И, если честно, я до сих пор не могу понять, почему эти люди слушали меня вообще?!.
Так и сейчас я стояла у незнакомой двери, не решаясь позвонить и не представляя, что меня за ней ждёт. Но тут же вспомнив Кристину и Вэсту и мысленно обругав себя за свою трусость, я усилием воли заставила себя поднять чуть дрожавшую руку и нажать кнопку звонка…
За дверью очень долго никто не отвечал. Я уже собралась было уйти, как дверь внезапно рывком распахнулась, и на пороге появился, видимо бывший когда-то красивым, молодой мужчина. Сейчас, к сожалению, впечатление от него было скорее неприятное, потому, что он был попросту очень сильно пьян…
Мне стало страшно, и первая мысль была побыстрее оттуда уйти. Но рядом со мной, я чувствовала бушующие эмоции двух очень взволнованных существ, которые готовы были пожертвовать бог знает чем, только бы этот пьяный и несчастный, но такой родной и единственный им человек наконец-то хоть на минуту их услышал….
– Ну, чего тебе?! – довольно агрессивно начал он.
Он был по-настоящему очень сильно пьян и всё время качался из стороны в сторону, не имея сил крепко держаться на ногах. И тут только до меня дошло, что значили слова Вэсты, что папа бывает «не настоящим»!.. Видимо девчушка видела его в таком же состоянии, и это никак не напоминало ей того, её папу, которого она знала и любила всю свою коротенькую жизнь. Вот поэтому-то, она и называла его «не настоящим»…

22 августа 1771 года родился Генри Модсли – основатель современной станкостроительной промышленности

На старых токарных станках резец приходилось держать в руках. Модсли построил станок, в котором резец закрепленный на суппорте мог двигаться в продольном и поперечном направлениях с помощью двух винтов (Рисунок, 1841 г.)

Фотография: gettyimages.ru

П ромышленную революцию в Англии XVIII века обычно связывают с усовершенствованием ткацкого станка и изобретением паровой машины.

Эти и другие усовершенствования и изобретения породили настоятельную потребность в увеличении производства новых машин. Того же требовало развитие кораблестроения и производства вооружений, обусловленное расширением британской колониальной империи и торговли со всем миром. Англия стала «владычицей морей».

Флот тогда был парусным. Паруса управлялись системой канатов, пропущенных через блоки. В начале XIX века только для британского военного флота требовалось более 130 тысяч блоков в год. Потребность в таком количестве однотипной продукции могло удовлетворить только массовое производство.


Фотография: gettyimages.ru

Но невиданный доселе спрос на машины нельзя было удовлетворить до тех пор, пока их изготовляли вручную: машины создавались искусными ремесленниками-механиками, которые зачастую хранили в тайне свои производственные секреты. За это их даже часто называли арканистами , то есть людьми, владеющими тайным знанием. Качество машин зависело от искусства рабочих. Так что машины были редкостью и стоили дорого.

Известно, что тот же Джеймс Уатт довольно долго не мог изготовить изобретенную им паровую машину, так как ему не удавалось добиться необходимой точности изготовления цилиндра.

Ручное изготовление деталей машин исключало их взаимозаменяемость, в результате каждая машина становилась уникальной, а ее ремонт был невозможен либо требовал кропотливой подгонки новых деталей. Аналогичные проблемы возникали при изготовлении всех сложных устройств. Например, того же оружия.

Главную роль в решении этих проблем сыграло усовершенствование токарного станка, осуществленное британским инженером-механиком Генри Модсли (1771–1831). Его можно считать отцом-основателем современной станкостроительной промышленности – именно Модсли первым организовал производство машин машинами в промышленных масштабах, создал методику конструирования машин и разработки технологических процессов, внедрил в повседневную практику машиностроения точные измерительные инструменты.

Ручное изготовление деталей машин исключало их взаимозаменяемость, в результате каждая машина становилась уникальной, а ее ремонт был невозможен либо требовал кропотливой подгонки новых деталей

Детство и юность

Генри Модсли родился 22 августа 1771 году в Вулвиче, расположенном в восьми милях от Лондона, он был пятым ребенком в многодетной семье плотника местного арсенала. О детских годах будущего станкостроителя ничего не известно, кроме того, что ему, сыну плотника, путь в школу был заказан. Судя по всему, он овладел грамотой самостоятельно и достаточно поздно. Как и других детей из рабочих семей, Генри в двенадцать лет послали работать. Он поступил в тот же арсенал набивальщиком патронов – в Англии таких рабочих называли powder monkey, «пороховой обезьянкой». Через два года его перевели учеником в плотницкую мастерскую. А еще через год он сам попросился учеником в кузницу, где по собственному почину еще и слесарил. К восемнадцати годам Модсли стал не только лучшим кузнецом арсенала, но и слесарем-механиком, о чем свидетельствуют измерительные инструменты, сделанные им самостоятельно в период работы в Вулвичском арсенале.

В то время в Пимлико, предместье Лондона, большой мастерской владел Джозеф Брама, известный механик и изобретатель, пионер в области гидравлики и слесарной работы. Он был грамотен и умел хорошо чертить.

Первоначально Брама устанавливал в Лондоне ватерклозеты. Он придумал для них совершенно новое устройство, на которое взял патент. С тех пор изобретение Брама претерпело лишь небольшие изменения.

Затем Брама усовершенствовал дверной замок. Он разработал новую схему механизма, которая превосходила все известные до него по качеству и надежности. Исправное действие нового замка зависело от точности изготовления деталей. И Брама стал искать искусного механика, которому он мог бы поручить это дело. Но платить много не хотел. Таким человеком оказался Модсли: молодой парень был рад интересной работе и не требовал большой оплаты.


Оригинальный токарно-винторезный станок Генри Модсли

Фотография: gettyimages.ru

Вскоре он стал лучшим рабочим в мастерской. Брама назначил его мастером и поручил ему механизацию изготовления деталей своего замка. Попутно Модсли овладевал грамотой и учился чертить. Работа с замком велась секретно, в отдельном, всегда запертом помещении, что давало Модсли дополнительные возможности для самостоятельной углубленной работы.

Сохранились некоторые машины и приспособления из секретной мастерской Джозефа Брама, в том числе механизированная пила, станок для навивания пружин и шаблон для разметки при сверлении. Механизированная пила имеет призматические направляющие, применение которых в конструкциях позднейших токарных станков, созданных Модсли, относят к его важнейшим усовершенствованиям. А в конструкции станка для навивания пружин кроме призматических направляющих имеются суппорт, механизированный с помощью пары «винт–гайка», и комплект сменных зубчатых колес. Иными словами, набор всех тех устройств, которые легли в основу будущих токарных станков, были разработаны Модсли еще в период его работы на Брама.

Годы обучения и труда в мастерской Брама во многом подготовили Модсли к его дальнейшей работе. Многие заказы Брама выполнял с участием Модсли, который учился у Джозефа не только искусству машиностроителя, но и деловой хватке: он стал понимать, при производстве каких изделий массового спроса механизация и автоматизация наиболее эффективны.

Брама был многим обязан Модсли, но все равно не хотел повышать ему зарплату. Это подтолкнуло Модсли к тому, чтобы уйти от скупого хозяина.

Тем более что у каждого рабочего мануфактуры была заветная мечта – самому стать владельцем мастерской. К этому шли постепенно, мало-помалу изготовляли для себя лично кузнечные, слесарные и измерительные инструменты. Модсли начал делать это еще в арсенале Вулвича. Работая у Брама, он продолжал накапливать запас. Со временем эти инструменты ему очень пригодились.

Жестоко экономя на самом необходимом, Генри скопил небольшую сумму и в 1797 году снял маленькую мастерскую и заброшенную кузницу при ней. Так Модсли покинул Брама, проработав у него восемь лет.

Завод Генри Модсли в Ламбете

Фотография: gettyimages.ru

Станок нового типа

Долгое время с заказами в мастерской было туго, и у Модсли оставалось свободное время, которое он тратил на усовершенствование токарно-винторезного станка, конструкцию которого начал разрабатывать еще в мастерской Брама.

Одна из основных проблем токарных станков в то время состояла в том, что резец приходилось держать в руках. Для удобства токари придумали длинные держатели резцов, особые упоры для них. Но и с ними работать было очень трудно. Действуя ручным резцом, почти невозможно добиться при обработке правильной круглой формы обтачиваемой заготовки. Отсталая технология обработки материалов задерживала развитие техники. Практически невозможно было, держа резец в руках, нарезать на металлическом стержне точную винтовую резьбу.

В 1798 году Модсли построил станок с крестовым суппортом для установки на нем резца, движение которого в продольном и поперечном направлениях происходило с помощью двух ходовых винтов. Подвинув резец с помощью суппорта вплотную к заготовке, жестко установив его на поперечных салазках, а затем перемещая вдоль обрабатываемой поверхности, можно было с большой точностью срезать лишний металл.

Для того чтобы заставить суппорт перемещаться вдоль станка, Модсли соединил с помощью двух зубчатых колес шпиндель передней бабки с ходовым винтом суппорта. Вращающийся винт вкручивался в гайку, которая тянула за собой салазки суппорта и заставляла их скользить вдоль станины

Для того чтобы заставить суппорт перемещаться вдоль станка, Модсли соединил с помощью двух зубчатых колес шпиндель передней бабки с ходовым винтом суппорта. Вращающийся винт вкручивался в гайку, которая тянула за собой салазки суппорта и заставляла их скользить вдоль станины. Поскольку ходовой винт вращался с той же скоростью, что и шпиндель, то на заготовке нарезалась резьба с тем же шагом, что и на винте.

Для нарезки винтов с различным шагом при станке имелся запас ходовых винтов.

В 1800 году Модсли внес усовершенствование в свой станок – взамен набора сменных ходовых винтов он применил набор сменных зубчатых колес, которые соединяли шпиндель и ходовой винт (их было 28 с числом зубьев от 15 до 50). Теперь можно было при помощи одного ходового винта получать различные резьбы с разнообразным шагом.

Меняя комбинацию колес, можно было добиваться разного эффекта, например нарезать правую резьбу вместо левой. На своем станке Модсли выполнял нарезку резьб с такой точностью и аккуратностью, что это казалось современникам почти чудом. Он, в частности, нарезал регулировочные винт и гайку для астрономического прибора, который в течение долгого времени считался непревзойденным шедевром точности. Винт имел пять футов длины и два дюйма в диаметре с 50 витками на каждый дюйм.

Резьба была такой мелкой, что ее невозможно было рассмотреть невооруженным глазом. В скором времени усовершенствованный Модсли станок получил повсеместное распространение и послужил образцом для многих других металлорежущих станков. Выдающееся достижение Модсли принесло ему громкую и заслуженную славу.


Фотография: gettyimages.ru

Хотя попытки применения суппорта были известны и до Модсли, как другие его усовершенствования, его заслуга состояла в том, что он впервые объединил их и его вариант оказался конструктивно самым совершенным. Он же первым установил, что каждый винт определенного диаметра должен иметь резьбу с определенным шагом. До тех пор пока винтовая нарезка наносилась вручную, каждый винт имел свои особенности.

Для всякого винта изготовлялась своя гайка, обычно не подходившая ни к какому другому винту. Введение механизированной нарезки обеспечило единообразие всех резьб. Теперь любой винт и любая гайка одного диаметра подходили друг к другу вне зависимости от того, где они были изготовлены.

Более того, Модсли впервые в машиностроительной практике выпустил наборы метчиков и плашек; таким образом, любой болт соответствующего размера подходил к любой гайке того же размера.

Это было началом унификации и стандартизации деталей, имевшей чрезвычайно большое значение для машиностроения.

Наконец, Модсли впервые изобрел микрометр с точностью измерения до одной десятитысячной доли дюйма, или около 3 мкм. Он назвал его «лордом-канцлером», поскольку им пользовались, чтобы решать любые вопросы, возникавшие в его мастерских относительно точности измерения деталей.

Джеймс Несмит, один из учеников Модсли, в последующем сам ставший выдающимся изобретателем, в своих воспоминаниях писал о Модсли как о зачинателе стандартизации. «Он перешел к распространению важнейшего дела единообразия винтов. Можно назвать это усовершенствованием, но вернее будет назвать это переворотом, произведенным Модсли в машиностроении… Только тот, кто жил в относительно ранние дни производства машин… правильно оценит великую заслугу, оказанную Модсли машиностроению».

От создания станка к созданию промышленности

Внедрение станка, созданного Модсли, в промышленность стало одним из важнейших событий эпохи промышленной революции. Основные узлы станка 1800 года сохраняются в конструкциях токарных станков и в наши дни.

Модсли не имел влиятельных знакомых среди богатых людей, которые помогли бы ему в получении крупного заказа. Он был всего лишь одиноким ремесленником. Нужен был счастливый случай. И в первые годы XIX века такой случай представился. Он был связан с развитием английского флота.

Модсли впервые в машиностроительной практике выпустил наборы метчиков и плашек; таким образом, любой болт соответствующего размера подходил к любой гайке того же размера. Это было началом унификации и стандартизации деталей, имевшей чрезвычайно большое значение для машиностроения

До третьей четверти XVIII века корабельные блоки, которые мы уже упомянули выше, изготовлялись вручную столярами. Работа эта требовала много времени и стоила дорого. Всех операций при изготовлении блоков насчитывалось более сорока пяти. Механизирована была лишь незначительная их часть.

Идея полной механизации процесса изготовления корабельных блоков возникла в конце XVIII века у французского военного инженера Марка Изамбара Брюнеля, ученика знаменитого математика и инженера Гаспара Монжа. Реализовать эту идею было суждено Генри Модсли.

В 1798 году Брюнель переехал в Англию. Здесь он разработал проект поточной линии для изготовления корабельных блоков и в 1801 году получил на свое изобретение британский патент.

Генерал-инспектор строительных и ремонтных работ английского военного флота Сэмюель Бентам поддержал изобретателя и начал ходатайствовать за него.

Получив одобрение Адмиралтейства, Брюнель приступил к доработке своих чертежей и подготовке к созданию действующей модели линии по производству блоков. Изготовить модель должен был механик, которого еще предстояло найти.

Поиски механика привели Брюнеля к Модсли. Во время знакомства Брюнель описал предполагаемый заказ в самых общих чертах. Но Модсли очень быстро понял суть дела и показал Брюнелю, как его исполнить. Большое впечатление произвел на Брюнеля и станок Модсли с механизированным суппортом и набором сменных зубчатых колес. Этот станок должен был стать основным при изготовлении деталей машин поточной линии. Он был тогда единственной машиной для производства других машин.

Новая работа хорошо оплачивалась. Благодаря заказу Модсли смог разработать и реализовать свои передовые идеи в области технологии машиностроения. Строя специальные машины для производства блоков, Модсли разработал также общие принципы механизации металлорежущего оборудования.


Обдирочный станок и циркулярная пила, изготовленные Генри Модсли для производства корабельных блоков (Гравюра, 1820 г.)

Фотография: gettyimages.ru

15 апреля 1802 году действующая модель линии по производству блоков была установлена в портсмутских доках. Испытания ее прошли успешно, и Модсли получил заказ на изготовление линии машин в натуре.

Эта линия состояла из сорока трех специализированных деревообрабатывающих и металлорежущих станков. В движение их приводили две паровые машины, по тридцать лошадиных сил каждая. Получилась целая система машин, с помощью которой рабочие выполняли все операции, нужные для изготовления блока: от распиливания деревьев особо твердых пород – бакаута и вяза – до обточки бронзовых подшипников и нарезания резьбы на соединительных болтах. Блочные машины Модсли войдут в историю как самые первые станки, изготовленные с помощью других станков, стоявших в мастерских изобретателя. Машины, которые сделаны машинами. Так началась история крупной машинной промышленности.

Выполнение этого заказа сделало Модсли состоятельным человеком (он получил огромную сумму – около 12 тысяч фунтов стерлингов). А Брюнель и Бентам, ставшие близкими друзьями Модсли, ввели его в круг своих друзей и знакомых – видных деятелей техники, науки и культуры.

Одним из тех, кто близко сошелся с Модсли, был Майкл Фарадей, в эти годы работавший над созданием качественных сталей. Качественные стали, особенно инструментальные, интересовали и Генри Модсли.

Со временем Модсли и сам стал не только виднейшим деятелем техники, но и знатоком и ценителем музыки, живописи, скульптуры, архитектуры, собрал большую библиотеку, которая была любимым местом его отдыха.

В портсмутском доке Модсли познакомился с Джошуа Филдом, который работал чертежником. В 1805 году он начал работать совместно с Модсли, став через некоторое время его компаньоном. Сотрудничество Модсли и Филда оказалось очень удачным. Оно продолжалось в течение всей их жизни.

Филд взял на себя чертежное хозяйство, ведение учета и отчетности, переговоры и переписку с заказчиками и поставщиками, прием и увольнение рабочих. Модсли сохранил за собой разработку конструкций машин и руководство технологическим процессом их постройки.

На собственном заводе прославленный машиностроитель выполнял многочисленные заказы на металлорежущие станки, прессы для изготовления монет, текстильное, мукомольное и другое оборудование для промышленности, насосы, судовые паровые котлы и машины по заказам многих стран мира

Создание системы машин для изготовления корабельных блоков стало сенсацией в среде промышленников. Репутация Модсли как машиностроителя упрочилась настолько, что заказов стало больше, чем могли выполнить сравнительно небольшие мастерские, в которых работало до 80 рабочих. Встал вопрос о строительстве большого машиностроительного завода.

В 1810 году в Ламбете, одном из районов Лондона, был основан завод, вскоре ставший знаменитым. Начался третий этап деятельности Модсли. На собственном заводе прославленный машиностроитель выполнял многочисленные и обширные заказы на металлорежущие станки, прессы для изготовления монет, текстильное, мукомольное и другое оборудование для промышленности, насосы, судовые паровые котлы и машины по заказам многих стран мира.

Сохранилось описание завода Модсли. Там было около дюжины токарных станков с чугунными станинами. Большинство из них были снабжены механизированными суппортами. Над станками имелись тали для установки и съема тяжелых деталей. Почти все станки приводились в движение с помощью трансмиссий от паровой машины. Кроме обычных токарных станков имелись лоботокарный, несколько продольно-строгальных, большой поперечно-строгальный и специальный станок, предназначенный для обточки шеек коленчатых валов. В последнем станке инструмент вращался вокруг неподвижно устанавливаемой заготовки.

Деятельность Модсли получила широкую известность во многих странах мира, для которых его завод выполнял заказы. Крупным заказчиком была Пруссия. В 1829 году Модсли был избран почетным членом Прусского общества поощрения промышленности в Берлине.

В начале 1831 года Модсли отправился во Францию. На обратном пути он сильно простудился и, вернувшись домой, слег в постель. Болезнь продолжалась около месяца, и 14 февраля 1831 года Модсли скончался. Его похоронили в Вулвиче на приходском кладбище церкви Св. Марии, где по его собственному проекту был воздвигнут чугунный мемориал семьи Модсли, отлитый на заводе в Ламбете.

Когда был изобретен токарный станок по металлу?

Зайдите в современный механический цех, и вы легко будете поражены количеством демонстрируемых передовых технологий. Станки с ЧПУ, использующие компьютеры и g-код для выполнения сложных операций резки на 5-осевых станках, или станки с электронным разрядом (EDM), использующие электричество для резки металлических деталей.

Несмотря на все передовые технологии, все представленные процессы обработки основаны на гораздо более старых принципах.История токарного станка, одного из самых значительных станков, является хорошим примером.

Ранние токарные станки: от дерева к металлу

Механическая обработка – это процесс, при котором кусок сырья разрезается и принимает желаемую форму. Большинство станков используют субтрактивную обработку, удаление материала резанием или шлифованием. Станки различных типов использовались веками или даже дольше.

Токарный станок по металлу – один из таких станков. Свидетельства о первых токарных станках получены из Египта, где в прядении металла участвовали два человека и веревочный шпиндель.Сохранились только наглядные свидетельства, оставляющие много предположений относительно того, как работали первые токарные станки.

В последующие века многие культуры использовали разновидности прядения металла, хотя до позднего средневековья веретено не было непрерывного движения. Это означало, что резка не была непрерывной; он запускался, останавливался и сбрасывался при повороте заготовки.

Самые старые современные токарные станки использовались для обработки дерева и, вероятно, возникли во Франции в 1500-х годах. Эти токарные станки были непрерывного действия, поскольку вошли в употребление ножные педали.Процесс обработки на токарном станке получил название «токарная обработка». Включение токарного станка дало несколько важных преимуществ; вращение позволило равномерно удалить материал. Ранние токарные станки управлялись ножной педалью или ручным кривошипом, и оператор токарного станка мог контролировать, сколько материала удалялось, увеличивая или уменьшая скорость вращения.

С помощью токарного станка по дереву мастера могли создавать ножки стола и другие цилиндрические формы гораздо быстрее, чем их можно было вырезать вручную.

Кто изобрел токарный станок по металлу?

В начале промышленной революции в Англии горстка изобретателей сделала открытия, которые стали основой последующих технологических достижений.Генри Модслей был одним из них. Родился в 1771 году. Сначала он работал слесарем, а затем занялся производством судового оборудования – шкивов и блочных механизмов.

В течение следующих трех десятилетий Модслей изобрел ряд машин, а также обучил других известных изобретателей и инженеров викторианской эпохи. Одним из самых значительных изобретений Модслея стал токарный станок по металлу.

Раньше для резки металла использовались токарные станки; Между токарным станком по металлу и токарным станком по дереву не было ничего принципиально разницы, кроме, возможно, материалов, из которых он изготовлен.До Модслея рабочие обрабатывали металл и использовали инструменты от руки для придания формы заготовке. Это сработало, но полученные кусочки были неровными.

Примерно в 1800 году Модслею пришла в голову идея закрепить режущий инструмент на направляющих рельсах. Плавно перемещая инструмент по длине токарного станка, разрезы можно делать равномерно. Модслей использовал свое изобретение для стандартизации размера винтовой резьбы; в свою очередь, это позволило производить винты серийно и взаимозаменяемо.

Значение токарного станка по металлу

Токарный станок по металлу не в одиночку начал промышленную революцию, но он был одним из основных факторов, способствовавших массовому производству взаимозаменяемых деталей.Токарный станок получил еще больший импульс, когда он был соединен с паровой машиной, что позволило производить крупномасштабную токарную обработку металлических деталей.

Токарный станок по металлу

Maudslay также сыграл решающую роль в развитии других станков. Его токарный станок продемонстрировал, что новые методы строительства можно комбинировать, чтобы производить новые инструменты и использовать их с новыми материалами.

Станки токарные по металлу сегодня

Революция эпохи компьютеров изменила и токарный станок по металлу. Сегодня более совершенные токарные станки оснащены технологией компьютерного числового управления (ЧПУ).Используя компьютерный язык, известный как G-код, токарные станки с ЧПУ можно предварительно запрограммировать на резку целой серии деталей до одинаковых размеров.

Современные токарные станки все еще используют те же основные принципы, что и токарные станки Модслея 200 лет назад, и, возможно, токарные станки намного старше этого. Они продолжают оставаться одними из самых важных станков, широко используемых сегодня.

История токарного станка по дереву: от известного изобретателя

История токарного станка по дереву: от известного изобретателя
10 августа 2015 г.

Вы можете подумать, что знаете все, что есть знать о токарных станках по дереву, но после столетий использования, и станки постоянно совершенствуются с помощью новых (более) технологий, история токарных станков – это больше, чем ты можешь подумать.Будь то вы знаете токарный станок с ножным колесом или токарный станок с педалями, один из Самые известные изобретатели мира даже приняли участие в создании этого устройства. Не могу угадать, кто это? Вот подсказка: У него даже был роман и художественный фильм с его именем в названии.

Да, Леонардо да Винчи – и мы не говоря уже о черепахе ниндзя – даже способствовал истории токарного станка. Хотя люди могут лучше знать да Винчи как художник / живописец / скульптор, он также был ученым и инженером, который иногда известен одной из самых ранних форм токарного станка с педалями.

Рисунок выше Леонардо да Токарный станок Винчи, позже известный как токарный станок с ножным колесом. Это может не так сильно выглядеть, когда вы прокручиваете экран смартфона одним касанием пальца, но для своего времени создание этого станка было новаторским. Этот эскиз токарного станка, датированный одними историками 1480 годом, а иногда 1500 другими, на самом деле был , а не практическим станком. Хотя да Винчи нарисовал ножной токарный станок с маховиком, кривошипом и педалью, которые обеспечивали самоходную непрерывное движение, так как этот токарный станок полностью зависел от скорости токаря нога нажимает на педаль для работы, она не может вращаться достаточно быстро, чтобы предполагаемый дизайн.

Да Винчи, возможно, не вернулся в чертежная доска для токарного станка с педалями (он, как известно, время от времени откладывал и оставлял некоторые свои работы незаконченными), использование педаль в токарном станке была удивительным достижением для станков. Ты мог даже скажем так, хотя токарный станок с педалями да Винчи не был практичным дизайном и не регулярно использовался в 21 веке, он «превратился» в страница в истории токарного станка по дереву. Спустя столетия другие великие мыслители в машине инструментальный мир обнаружит, что размещение колеса позволит чем просто прямой привод от этого токарного станка с педалями.Установите колесо так, чтобы оно было установленный на полу, под станиной токарного станка возился, и, таким образом, родился токарный станок с ножным колесом. Но это тема для другого сообщения в блоге день.

В то время как Леонардо да Винчи связанный с бесчисленными изобретениями, такими как ранний летательный аппарат, он до сих пор неясно, были ли его эскизы токарных станков оригинальными работами, или да Винчи рисовал станки, которые он наблюдал, ища способ улучшить их. Что бы ни это может быть так, хотя токарный станок с педалью да Винчи мог работать только через прямой привод оказал большое влияние на токарную и станкостроительную промышленность; он сыграл важную роль в развитии современных токарных станков по дереву.Хотя к этому день, многие не знают, был ли рисунок педали, сделанный да Винчи в конце 15 века, Токарный станок предназначался для обработки дерева или металла.


Категории блога
  • Общий интерес

    • 19.03.2019 – Что такое CNC Machining Proc

    • 19.02.2019 – Подкладка шпинделей для Бетти

    • 22.01.2019 – Выбор подходящего устройства подачи прутка

    • 18.12.2018 – Преимущества производства ЧПУ

    • 20.11.2018 – Принадлежности для токарных станков и

    • 23.10.2018 – Что такое снятие фаски и как это сделать

    • 18.09.2018 – Зачем снимать фаски с шестерен

    • 21.08.2018 – Как определить, какой питатель прутков

    • 24.07.2018 – Увеличьте свой уровень обработки с ЧПУ

    • 19.06.2018 – Машины, которые мне понадобятся

    • 22.05.2018 – Качественные детали: 5 преимуществ для y

    • 17.04.2018 – 3 типа изготовления металла до

    • 16.03.2018 – Знакомство с токарным станком

    • 16.02.2018 – Почему важна обработка с ЧПУ

    • 26.01.2018 – Пошаговое руководство для Easy Sp

    • 15.08.2017 – Полностью автоматическое снятие фаски Mac

    • 05.07.2017 – Снятие фаски: ручное vs.Автомат

    • 23.05.2017 – Мать станков –

    • 17.04.2017 – Мать станков –

    • 17.12.2016 – Вкладыши шпинделя своими руками

    • 05.11.2016 – Гильзы шпинделя: сталь или урет

    • 23.07.2016 – Система быстрой смены оснастки

    • 23.06.2016 – Лучшие вкладыши шпинделя

    • 12.05.2016 – Приложения для станков с ЧПУ

    • 15.03.2016 – Производство шпиндельных дробилок T-Rex

    • 13.10.2015 – От ручного инструмента к простому Machi

    • 11.05.2015 – Фаска и фаска: в чем

    • 24.04.2015 – Что в названии: The Definiti

    • 17.03.2015 – Краткая история геометрического L

    • 10.02.2015 – 3-D: не только для принтеров

    • 20.01.2015 – Орнаментальная токарная обработка

    • 09.12.2014 – Информативные блоги машинистов

    • 20.11.2014 – Плюсы и минусы того, чтобы быть мамой

    • 23.10.2014 – Носовые токарные станки до мощности

    • 10.09.2014 – Мировой рекорд: Большой мировой рекорд

    • 18.08.2014 – Токарные станки: не только для Heavy Ind

    • 17.07.2014 – Еще больше полезных приложений для машиниста

    • 12.06.2014 – Краткая история токарного станка

    • 25.05.2014 – История Lathing: Ancien

    • 02.04.2014 – Полезные приложения для машинистов и

    • 18.03.2014 – Основы вкладышей шпинделя

  • Исторический поворот

    • 18.09.2015 – История токарного станка по дереву: нет, это

    • 10.08.2015 – История токарного станка по дереву: из F

    • 16.07.2015 – История токарного станка по дереву: больше не-E

    • 17.06.2015 – История токарного станка по дереву: общий тип


Облако тегов

История токарного станка с момента изобретения станка

ТОКАРНЫЙ СТАНОК – Держатель инструмента с продольной осью

Токарный станок – Введение

Токарный станок – станок, широко применяемый для деревообрабатывающих работ и обработки металлических деталей.Токарный станок – это станок, который поворачивает заготовку против станка. Токарный станок используется для торцевания, точения, накатки, нарезания конусов, нарезания резьбы, зуборезных работ и многих других работ по металлу и дереву.

История токарного станка

Токарный станок – очень древний инструмент, первое использование которого датируется 1300 годом до нашей эры в Египте. Токарный станок также был известен и использовался в Ассирии и Греции. Древние римляне узнали об этой машине и усовершенствовали ее. В средневековый период использование этой машины распространилось на большую часть Европы, и именно во время промышленной революции эта машина приобрела популярность благодаря использованию во всех отраслях промышленности.После развития электроники были разработаны токарные автоматы.

Эволюция токарного станка

Первый токарный станок был простым токарным станком, который теперь называют токарным станком для двух человек. Один человек поворачивал деревянную заготовку с помощью веревки, а другой формировал заготовку с помощью острого инструмента. Этот дизайн был улучшен древними римлянами, которые добавили поворотный лук, который облегчил работу по дереву. Позже педаль (как в ручных швейных машинах) использовалась для вращения заготовки.Этот тип токарного станка называется токарным станком «пружинный полюс», который использовался до первых десятилетий ХХ века. В 1772 году был установлен конный сверлильный станок, на котором изготавливали пушки. Во время промышленной революции к токарному станку были прикреплены паровые машины и водяные колеса, чтобы вращать заготовку с большей скоростью, что делало работу быстрее и проще. После 1950 года было создано много новых конструкций, которые повысили точность работы.

Токарные станки

классифицируются в зависимости от их применения и функциональности как

.

Токарный станок для легких режимов работы – Эти станки находят свое применение в автомобильной, электронной и электротехнической промышленности и производятся из проверенного на качество сырья.

Токарный станок для средних режимов работы – Эти станки мощнее, чем токарные станки для легких режимов работы, они могут обрабатывать большие заготовки и обладают большей прочностью, чем токарные станки для легких режимов работы. Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию о токарном станке для средних нагрузок.

Поздний тяжелый режим – Эти машины изготовлены из материалов высших сортов, таких как железо и сталь. Они предназначены для высокоточных операций в тяжелых условиях.

Все токарные станки с редукторами – Во всех токарных станках с редукторами все вращающиеся компоненты станка приводятся в движение одним и тем же источником с разной скоростью с помощью шестерен для выполнения различных операций.

Импортные токарные станки – Импортные токарные станки – это высококачественные токарные станки, используемые для высокоточных операций.

В зависимости от режимов работы токарные станки можно отнести к

.

Ручной токарный станок – На этих токарных станках работа с инструментом выполняется вручную, поэтому точность работы также зависит от навыков человека, работающего на станке.

Токарный станок с ЧПУ – Токарные станки с ЧПУ – это полностью автоматизированные токарные станки. Нам просто нужно ввести инструкции в компьютер, и токарный станок будет выполнять операции в соответствии с данными, введенными в компьютер.

Преимущества усовершенствованного токарного станка

С развитием электроники и автоматизации были разработаны современные токарные станки с компьютерным управлением. Усовершенствованные токарные станки имеют много преимуществ по сравнению с обычными токарными станками. В обычных токарных станках оператор токарного станка регулярно проверяет размеры, чтобы добиться идеальной точности, а время, необходимое для выполнения работы, больше для высокоточных работ. Это очень важно, потому что, если он удалит излишки металла с заготовки, вся заготовка будет пустой тратой, что приведет к потере денег и времени.В автоматизированных токарных станках с ЧПУ система обратной связи постоянно контролирует размеры, поэтому они завершают операцию за короткое время с высокой точностью. В токарных автоматах потери минимальны; они намного быстрее и эффективнее с точки зрения точности.

Как эволюция токарного станка принесла пользу крупным отраслям промышленности

Токарный станок по праву можно назвать самой ранней формой материнского рабочего станка. Он был разработан таким образом, что большинство его круглых частей обрабатываются для горизонтальных или продольных перемещений, в то время как вращающаяся деталь закреплена на патроне, чтобы изменить свой внешний вид и форму с минимальными потерями.Производители токарных станков переработали его, чтобы сделать его очень практичным продуктом. За десятилетия передовое оборудование для обработки токарных станков с ЧПУ заменило традиционные токарные станки, в то время как эффективность производства увеличилась вдвое, а обработка деталей значительно улучшилась, что является важной частью и показателем национальной модернизации.

Сводка

Токарный станок – очень важный станок в машиностроении, который используется в большинстве областей. Они используются для алмазного точения, декоративного точения, прядения металла, обработки стекла, термического напыления и многих других операций.Токарные работы используются в большинстве продуктов, которые мы используем в повседневной жизни. Токарный станок всегда останется важным станком

Powered By DT Author Box

Автор Яш Шах

Этот блог написан г-ном Яшем Шахом о различных станках, включая токарные, сверлильные, фрезерные, инструментальные и станки для обработки листового металла.

№ 2045: Томас Бланшар

Сегодня великий изобретатель пролетает мимо нас.В Инженерный колледж Хьюстонского университета представляет серию статей о машины, которые заставляют нашу цивилизацию работать, и люди, чья изобретательность создала их.

Знаменитые американские изобретатели XIX века исказили наши взгляды изобретения. Такие имена, как Эли Уитни и Элиас Хоу затмевают таких людей, как Томас Бланшар. И все же малоизвестный Бланшар был им как минимум равным. Как Уитни и Хоу, он пришел из округа Вустер, штат Массачусетс.Родился на ферме, жил с 1788 по 1864 год.

Бланшар был застенчивым ребенком с плохим заиканием, и в школе его высмеивали. Но у него было все в порядке механический талант. Момент Эврики наступил, когда отец отвел его в кузницу. Сковывать подковы раскаленным железом было похоже на волшебство. Он попытался повторить подвиг дома так и не удалось. Поэтому он стал больше ездить в кузницу, где и началось его настоящее образование. Однажды он объявил отцу, что собирается стать механиком, а не фермером.

Он начал изобретать: в тринадцать лет он услышал о механической садке для яблок и решил, что мог сделать один, даже не видя оригинала. Он понял, что когда мы разрезаем яблоко, мы пусть большой палец проходит прямо перед лезвием, измеряя его глубину. Он изобрел проволочный калибр, который ехал впереди лезвия своей машины.

Это должен был быть сценарий всей жизни Бланшара – определение мудрости, которая живет в наших пальцах, и превращая эту мудрость в механические заменители наших повседневных трудов.

Когда ему было восемнадцать, он решил повторить еще одну ручную задачу – изготовить ковровые принадлежности. Он работал шесть лет на машине для изготовления прихваток. Когда он мог производить двести прихваток в минуту, он продавал его патент на пять тысяч долларов. В 1812 году это казалось огромной суммой, но она померкла против того, чтобы произвела революцию в липкой индустрии.

Одним из его очень важных изобретений стала машина, которая гнула дерево, не ломая его. Он служил для изготовления корабельных досок, рукояток плугов, колесных дисков, мебели – всего, что сделано из гнутой древесины.

Бланшар наиболее известен изобретением, которое, наконец, привело его к Генри Клею, Джону Калхуну, и Дэниел Вебстер (в 1840 г.). Они и остальные участники конгресса собрались под столичной ротондой. чтобы увидеть свои бюсты, вырезанные из дерева.

Но была одна загвоздка: копировальный станок Бланшара скопировал бюсты со скульптурных оригиналов. К настоящему времени он использовал токарный станок для изготовления ружейных лож, ручек для инструментов, колодок для обуви и многого другого. Но теперь он устал видеть пиратские версии его токарного станка.К тому времени он использовал это предприятие Конгресса в скульптуре. драматизировать его призыв к продлению патента. И с помощью Дэниела Вебстера он это получил.

Потому что Бланшар к тому времени был ключевым игроком в индустриализации Америки. Пони без единого трюка, он бы коснулся каждого аспекта этого роста. Он построил паровой вагон и помог развивать железные дороги. Он бы построил пароходы. Его влияние на уровень жизни простых американцев было огромным. Смотря на жизнь малоизвестного Томаса Бланшара, мы получаем представление о том, как индустриальная Америка так быстро возникли из колониальных форпостов, расположенных в первобытных лесах нового мира.

Я Джон Линхард из Хьюстонского университета, где нас интересуют изобретательные умы работай.

(Музыкальная тема)

Г. Айлс, ведущих американских изобретателей. (Торонто: Макклелланд и Гудчайлд, 1912): стр. 104-118. В три изображения ниже взяты из этого источника.

Подробнее о Бланшар см .: эта онлайн-статья.


Двигатели нашей изобретательности Авторские права © 1988-2005, Джон Х. Линхард.


Токарно-винторезный станок, Изобретатели токарно-винторезного станка | edubilla.com

Токарно-винторезный станок – это станок, способный нарезать очень точную резьбу винта с помощью одноточечного нарезания резьбы, которое представляет собой процесс управления линейным движением насадки инструмента в точно известном соотношении с вращательным движением. заготовки.Это достигается за счет зацепления ходового винта (который управляет движением резца) к шпинделю с определенным передаточным числом для каждого шага резьбы. Каждому градусу вращения шпинделя соответствует определенное расстояние линейного перемещения инструмента в зависимости от желаемого шага резьбы (английская или метрическая, мелкая или крупная и т. Д.).

Название «токарно-винторезный станок» имеет таксономическую квалификацию. использование – это термин исторической классификации, а не одна из современной терминологии коммерческих станков.Ранние токарные станки много веков назад не были приспособлены для нарезания винтов. Позже, с позднего средневековья до начала девятнадцатого века, некоторые токарные станки стали называть «токарно-винторезными станками» из-за специально встроенной в них способности нарезания винта. С тех пор эта способность встроена в большинство токарных станков по металлу, но в современной классификации они не называются «токарно-винторезными станками».

История

Винт известен тысячелетия. Архимед изобрел водяной винт, систему для подъема воды.Винты как механические застежки относятся к первому веку до нашей эры. Хотя винты были чрезвычайно полезны, сложность их изготовления помешала их широкому распространению.

Ранние шурупы по дереву

Самые ранние шурупы, как правило, делались из дерева, и их строгали вручную, с помощью токарного станка или без него с помощью токарных инструментов с ручным управлением (долота, ножи, долота) с такой же точностью. как мог справиться резчик. Вполне вероятно, что иногда древесные заготовки, с которых они начали, были ветвями деревьев (или молодых стволов), которые были сформированы лозой, спирально обвивавшейся вокруг них, пока они росли.(На самом деле, различные романские слова, обозначающие «винт», происходят от корня слова, относящегося к виноградной лозе.) Трости, скрученные виноградными лозами, показывают, насколько эти палки напоминают винт.

Ранние шурупы по металлу

Ранние крепежные шурупы по металлу и ранние шурупы по дереву [шурупы из металла для использования в дереве] изготавливались вручную с помощью напильников, используемых для нарезания резьбы. Один из методов получения довольно точной резьбы заключался в том, чтобы надрезать стержень с помощью наклонного ножа с оберткой на полпути вокруг стержня, причем нож был точно наклонен для обеспечения правильного шага.Это был один из методов, которые Модслей использовал для изготовления своих первых ходовых винтов. Из-за этого винт был медленным и дорогим в изготовлении, а его качество сильно зависело от навыков мастера. Требовался процесс автоматизации производства винтов и повышения точности и стабильности резьбы.

Самые ранние токарные станки с управляемой станком траекторией для нарезания резьбы

Токарные станки существуют с древних времен. Адаптация их для нарезания шурупов – очевидный выбор, но проблема того, как направить режущий инструмент по правильному пути, была препятствием на протяжении многих веков.Только в период позднего средневековья и раннего Нового времени в этой области произошли прорывы; Самое раннее свидетельство, которое существует сегодня, относится к 15 веку и задокументировано в Mittelalterliche Hausbuch. Оно включает в себя опоры для скольжения и ходовой винт. Приблизительно в то время Леонардо да Винчи рисовал эскизы различных токарно-винторезных станков и станков, один с двумя ходовыми винтами. Леонардо также показывает переключатели на некоторых из этих эскизов.

В последующие три столетия последовали многие другие образцы, особенно среди токарных и часовых мастеров.Они включали в себя различные важные концепции и впечатляющую смекалку, но немногие из них были достаточно точными и практичными в использовании. Например, Вудбери обсуждает Жака Бессона и других. Они внесли впечатляющий вклад в дело токарной обработки, но контекст, в котором они работали (превращение в искусство для богатых), не направлял их вклад на промышленное использование.

Генри Хиндли спроектировал и сконструировал токарно-винторезный станок примерно в 1739 году. Он имел пластину, направляющую инструмент, и мощность, подаваемую с помощью набора шестерен, проворачиваемых вручную.Меняя шестерни, он мог нарезать винты с разным шагом. Удаление шестерни позволило ему делать левую резьбу.

Современные токарно-винторезные станки (конец 18 – начало 19 веков)

Первый по-настоящему современный токарно-винторезный станок, вероятно, был построен Джесси Рамсденом в 1775 году. Его устройство включало ходовой винт, скользящую опору и механизм переключения передач. Они образуют элементы современного токарного станка (без ЧПУ) и используются по сей день. Рамсден смог использовать свой первый токарно-винторезный станок, чтобы сделать токарные станки еще более точными.С их помощью он смог создать исключительно точную машину деления и, в свою очередь, одни из лучших астрономических, геодезических и навигационных инструментов 18 века.

За ними последовали и другие. Примерами могут служить французский механик по фамилии Сенот, который в 1795 году создал токарно-винторезный станок, способный производить промышленное производство, и Дэвид Уилкинсон из Вермонта, который использовал суппорт в 1798 году. Однако вскоре этих изобретателей затмил Генри Модслей, который в 1800 году создал токарно-винторезный станок, который часто называют первым.Ясно, что он был не первым; тем не менее, он стал самым известным, распространив по всему миру выигрышную комбинацию ходового винта, скользящей опоры и переключения передач в удобном для использования устройстве и достаточно прочном для резки металла. Эти токарно-винторезные станки конца 18 века явились прорывом в развитии технологии. Они разрешили крупномасштабное промышленное производство взаимозаменяемых винтов. Стандартизация форм резьбы (включая угол резьбы, шаг, основной диаметр, шаговый диаметр и т. Д.)) сразу же началось на внутрифирменном уровне, а к концу XIX века было перенесено на международный уровень (хотя все еще существует множество стандартов).

Сегодняшний день

До начала 19 века понятие токарно-винторезного станка контрастировало с понятием обычного токарного станка, в котором отсутствовали детали, необходимые для направления режущего инструмента по точной траектории, необходимой для получения точной нить. С начала 19 века стало обычной практикой встраивать эти детали в любой универсальный токарный станок по металлу; Таким образом, различие между «обычным токарным станком» и «токарно-винторезным станком» не распространяется на классификацию современных токарных станков.Вместо этого существуют другие категории, некоторые из которых включают в себя одноточечное резьбонарезание среди других возможностей (например, обычные токарные станки, токарные станки для инструментальных цехов и токарные станки с ЧПУ), а некоторые из них опускают возможность одноточечного винторезного нарезания как несущественные. по назначению станков (например, скоростные токарные станки и токарно-револьверные станки).

Сегодня резьба резьбовых крепежных изделий (таких как крепежные винты, шурупы для дерева, шурупы для стеновых панелей и шурупы для листового металла) обычно не нарезается одноточечным нарезанием шурупов; вместо этого большинство из них создается другими, более быстрыми процессами, такими как нарезание резьбы, накатка и резка с помощью штамповочных головок.Последние процессы используются в современных винтовых станках. Эти станки, хотя и являются токарными станками, специализирующимися на изготовлении винтов, не являются токарно-винторезными станками в том смысле, что они используют одноточечное нарезание винта.

Томас Бланшар, изобретатель копировального станка Gunstock, штампы

Деталь токарного станка Blanchard, показывающий, как мастер вырезает заготовку. (Т. Логан Метеш)

Массачусетс –- (Ammoland.com) – 16 апреля 1864 года Томас Бланшар умер в возрасте 75 лет.Он провел всю свою жизнь, изобретая самые разные вещи, но некоторые из его самых известных творений предназначались для оружейной промышленности.

Томас Бланшар в более позднем возрасте (википедия)

Жизнь Бланшара как изобретателя была сосредоточена не на создании новых вещей в целом, а на том, чтобы делать существующие вещи быстрее и проще. Его первым изобретением, когда ему было 18 лет, была машина, производившая прихватки со скоростью 500 ударов в минуту, что намного превосходило все, что человек когда-либо мог надеяться изготовить молотком. Он продал права на современный эквивалент почти 100 000 долларов – неплохо для первого изобретения!

Бланшар вскоре начал работать с огнестрельным оружием.Его первый набег на эту область был с государственным подрядчиком Аса Уотерс, который занимался изготовлением кремневых мушкетов в дополнение к цифрам, сделанным в Springfield Armory. Находясь там, он изобрел станок, который равномерно резал внешние поверхности стволов мушкетов. В короткие сроки машина была принята на вооружение Оружейной палаты.

Поняв, как лучше производить стволы механическим способом, Бланшар обратил свое внимание на оружейные склады. (Существует легенда, что он пошел по этому пути, потому что слышал, как один из мастеров заготовки сказал, что ни одна машина не может повторить работу, которую он делал вручную, но это остается именно так: легенда.)

Каким бы ни был истинный источник вдохновения, Бланшар снова добился успеха. В 1822 году он завершил работу над тем, что стало известно как «токарный станок Blanchard». В станке использовалась большая железная ложа в качестве эталона, по которому перекатывалось направляющее колесо, передавая контуры режущему колесу на заготовке ложи.

Всего через несколько лет токарный станок Blanchard начал использоваться на обоих федеральных оружейных складах в Спрингфилде и Харперс-Ферри. В конце концов, на двух оружейных заводах было более дюжины этих машин, каждая из которых выполняла различные аспекты производства ложа, которые ранее выполнялись вручную.Единственный уцелевший образец оригинального токарного станка Blanchard выставлен в музее Национального исторического центра Спрингфилдской оружейной палаты.

Токарный станок Бланшара в Springfield Armory (Т. Логан Метеш)

Частный сектор также обратил внимание на возможности нового изобретения Бланшара. Вскоре токарные станки Blanchard начали использовать для производства топоров, спиц колес вагонов, колодок для обуви и многого другого.

Стандартизация приклада Blanchard сочеталась с зарождающейся идеей взаимозаменяемости частей для всех аспектов производства оружия в ближайшие десятилетия.Джеймс Генри Бертон и Джон Холл, современники Бланшара из Федеральных оружейных складов, без сомнения обращали внимание на его работу с запасами оружия, когда они намеревались добиться полного единообразия деталей для стандартного огнестрельного оружия, выпущенного в США.

К моменту своей кончины Бланшар имел по крайней мере два десятка патентов в самых разных отраслях промышленности. Его токарный станок, вероятно, самый важный и влиятельный из них. Это связано не только с тем, что на протяжении многих лет она была принята во многих других отраслях, но и потому, что его концепция все еще используется в оружейной промышленности.Есть ряд компаний, которые производят стандартные копировальные машины, и они используются современными производителями оружия и теми, кто смотрит в прошлое для создания исторических копий.

Например, вот отрывок из видео, снятого в Springfield Armory во время Второй мировой войны, когда токарный станок Blanchard вытаскивал ложи для винтовки M1 Garand:

А вот видеоролик, на котором рабочий из Turnbull Restoration использует станок, вдохновленный токарным станком Бланшара, для дублирования приклада:

После его смерти журнал Springfield Republican назвал Бланшара «одним из величайших изобретателей, которых когда-либо создавала Америка» в опубликованном ими некрологе.Это, без сомнения, точное изложение его жизни.


О компании Logan Metesh

Логан Метеш – историк, специализирующийся на истории и развитии огнестрельного оружия. Он руководит компанией High Caliber History LLC и имеет более чем десятилетний опыт работы в Смитсоновском институте, Службе национальных парков и музеях Национального агентства Австралии. Его способность представлять историю и исследования в увлекательной манере сделала его востребованным консультантом, писателем и музейным работником.Легкость, с которой он может вспоминать малоизвестные исторические факты и цифры, делает его очень хорошим в Jeopardy !, но исключительно плохим в геометрии.

История компании Waymothe Lathe Company

Августин Д. Уэймот
Августин Д. Уэймот был из Фитчбурга, Массачусетс, изобретателем и производителем очень ранней формы так называемого «разнообразного» токарного станка по дереву. Это токарный станок, который выполняет несколько операций последовательно, чтобы произвести почти готовую деталь, такую ​​как аптекарская коробка, мяч для крокета или катушка для ниток.Он впервые появился в известных отчетах Фитчбурга в 1840-х годах, и он и его конкуренты производили там все более и более совершенные версии токарного станка в первые десятилетия прошлого века (но в основном в конце 1800-х годов). Он является держателем одного из более ранних патентов США (и других), выданных изобретателю Фитчбурга, № 15, 446 (29 июля 1856 г.) на «машину для производства катушек». Вскоре за этим последовал № 18 001 (11 августа 1857 г.), еще один патент на очень похожее изобретение.Есть и другие.

Произведено похожих токарных станков
В 1870-х и 80-х годах конкуренты, которые сначала работали на него, вышли из фирмы и выпустили аналогичные токарные станки: Чарльз Уайлдер, Rollstone Machine Works и Чарльз Ф. Каудри были самыми важными из них. У каждой из конкурирующих фирм были свои запатентованные версии токарного станка Waymoth. Несколько машин находятся в коллекциях. Есть токарный станок Wilder в историческом месте Slater Mill в Потакете, штат Род-Айленд, и два токарных станка Waymoth в музее Hanford Mills в Ист-Меридит, штат Нью-Йорк.Близкие формы токарного станка также производились в Винчендоне, Массачусетс (Бакстером Уитни, и Гудспидом и Вайманом) и в Вустере, Массачусетс. До недавнего времени (1990-е годы) Гудспид (фирма-преемница с таким же названием) производила несколько компьютеризированных версий токарного станка и ремонтировала более старые версии. Другие были сделаны в Мичигане и, вероятно, где-то еще. Разновидность токарного станка чем-то похожа на токарный станок с «обратным ножом», токарный станок, который дублирует определенный образец, скажем, шпинделя кресла, и на другие формы токарных станков, которые можно настроить для выполнения повторяющихся операций по дереву, несколько раз (в начале) так называемые “калибровочные” токарные станки).

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.