История развития токарного станка. Современный токарный станок — путь от идеи к реализации Кто изобрел первый современный станок из металла
»
Содержание
История токарного станка 2
Суппорт 7
Нартов Андрей Константинович 13
Генри Модсли 14
Литература 15
История токарного станка
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 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.
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 1873г. Хр. Спенсер.
Суппорт
Одним из важнейших достижений машиностроения в начале XIX века стало
распространение металлорежущих станков с суппортами - механическими
держателями для резца. Введение суппорта разом повлекло за собой
усовершенствование и удешевление всех машин, дало толчок к новым
усовершенствованиям и изобретениям.
Суппорт предназначен для перемещения во время обработки режущего
инструмента, закрепленного в резцедержателе. Он состоит из нижних салазок
(продольного суппорта) 1, которые перемещаются по направляющим станины с
помощью рукоятки 15 и обеспечивают перемещение резца вдоль заготовки. На
нижних салазках по направляющим 12 перемещаются поперечные салазки
(поперечный суппорт) 3, которые обеспечивают перемещение резца
перпендикулярно оси вращения заготовки (детали).
На поперечных салазках 3 расположена поворотная плита 4, которая
закрепляется гайкой 10. По направляющим 5 поворотной плиты 4 перемещаются
(с помощью рукоятки 13) верхние салазки 11, которые вместе с плитой 4 могут
поворачиваться в горизонтальной плоскости относительно поперечных салазок и
обеспечивать перемещение резца под углом к оси вращения заготовки (детали).
Резцедержатель (резцовая головка) 6 с болтами 8 крепится к верхним
салазкам с помощью рукоятки 9, которая перемещается по винту 7. Привод
перемещения суппорта производится от ходового винта 2, от ходового вала,
расположенного под ходовым винтом, или вручную. Включение автоматических
подач производится рукояткой 14.
Устройство поперечного суппорта показано на рисунке ниже. По
направляющим продольного суппорта 1 ходовым винтом 12, оснащенным рукояткой
10, перемещаются салазки поперечного суппорта. Ходовой винт 12 закреплен
одним концом в продольном суппорте 1, а другим - связан с гайкой (состоящей
из двух частей 15 и 13 и клина 14), которая крепится к поперечным салазкам
9. Затягивая винт 16, раздвигают (клином 14) гайки 15 и 13, благодаря чему
выбирается зазор между ходовым винтом 12 и гайкой 15.
Величину перемещения поперечного суппорта определяют по лимбу 11. К
поперечному суппорту крепится (гайками 7) поворотная плита 8, вместе с
которой поворачиваются верхние салазки 6 и резцедержатель 5. На некоторых
станках на поперечных салазках 9 устанавливается задний резцедержатель 2
для проточки канавок, отрезки и других работ, которые могут быть выполнены
перемещением поперечного суппорта, а также кронштейн 3 с щитком 4,
защищающим рабочего от попадания стружки и смазочно-охлаждающей жидкости.
Токарный станок имеет весьма древнюю историю, причем с годами его
конструкция менялась очень незначительно. Приводя во вращение кусок
дерева, мастер с помощью долота мог придать ему самую причудливую
цилиндрическую форму. Для этого он прижимал долото к быстро вращающемуся
куску дерева, отделял от него круговую стружку и постепенно давал заготовке
нужные очертания. В деталях своего устройства станки могли довольно
значительно отличаться друг от друга, но вплоть до конца XVIII века все они
имели одну принципиальную особенность: при обработке заготовка вращалась, а
резец находился в руках мастера.
Исключения из этого правила были очень редкими, и их ни в коем случае
нельзя считать типичными для этой эпохи. Например, держатели для резца
получили распространение в копировальных станках. С помощью таких станков
работник, не обладавший особыми навыками, мог изготовлять затейливые
изделия очень сложной формы. Для этого пользовались бронзовой моделью,
имевшей вид изделия, но большего размера (обычно 2:1). Нужное изображение
получали на заготовке следующим образом.
Станок оборудовался двумя суппортами, позволявшими вытачивать изделия
без участия руки работника: в одном был закреплен копировальный палец, в
другом - резец. Неподвижный копировальный палец имел вид стержня, на
заостренном конце которого помешался маленький ролик. К ролику
копировального пальца специальной пружиной постоянно прижималась модель. Во
время работы станка она начинала вращаться и в соответствии с выступами и
впадинами на своей поверхности совершала колебательные движения.
Эти движения модели через систему зубчатых колес передавались
вращающейся заготовке, которая повторяла их. Заготовка находилась в
контакте с резцом, подобно тому, как модель находилась в контакте с
копировальным пальцем. В зависимости от рельефа модели заготовка то
приближалась к резцу, то удалялась от него. При этом менялась и толщина
стружки. После многих проходов резца по поверхности заготовки возникал
рельеф, аналогичный имевшемуся на модели, но в меньшем масштабе.
Копировальный станок был очень сложным и дорогим инструментом.
Приобрести его могли лишь весьма состоятельные люди. В первой половине
XVIII века, когда возникла мода на точеные изделия из дерева и кости,
токарными работами занимались многие европейские монархи и титулованная
знать. Для них большей частью и предназначались копировальные станки.
Но широкого распространения в токарном деле эти приспособления не
получили. Простой токарный станок вполне удовлетворял всем потребностям
человека вплоть до второй половины XVIII века. Однако с середины столетия
все чаще стала возникать необходимость обрабатывать с большой точностью
массивные железные детали. Валы, винты различной величины, зубчатые колеса
были первыми деталями машин, о механическом изготовлении которых встал
вопрос тотчас же после их появления, так как они требовались в огромном
количестве.
Особенно остро нужда в высокоточной обработке металлических заготовок
стала ощущаться после внедрения в жизнь великого изобретения Уатта.
Изготовление деталей для паровых машин оказалось очень сложной технической
задачей для того уровня, которого достигло машиностроение XVIII века.
Обычно резец укреплялся на длинной крючкообразной палке. Рабочий держал
его в руках, опираясь как на рычаг на специальную подставку. Этот труд
требовал больших профессиональных навыков и большой физической силы. Любая
ошибка приводила к порче всей заготовки или к слишком большой погрешности
обработки.
В 1765 году из-за невозможности рассверлить с достаточной точностью
цилиндр длиной в два фута и диаметром в шесть дюймов Уатт вынужден был
прибегнуть к ковкому цилиндру. Расточка цилиндра длиною в девять футов и
диаметром в 28 дюймов допускала точность до "толщины маленького пальца".
С начала XIX века начался постепенный переворот в машиностроении. На
место старому токарному станку один за другим приходят новые высокоточные
автоматические станки, оснащенные суппортами. Начало этой революции положил
токарный винторезный станок английского механика Генри Модсли, позволявший
автоматически вытачивать винты и болты с любой нарезкой.
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, на 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.
Винторезный станок, сконструированный Модсли, представлял собой
значительный шаг вперед. История его изобретения так описывается
современниками. В 1794-1795 годах Модсли, еще молодой, но уже весьма
опытный механик, работал в мастерской известного изобретателя Брамы.
Перед Брамой и Модсли стояла задача увеличить число деталей,
изготавливаемых на станках. Однако старый токарный станок был для этого
неудобен. Начав работу по его усовершенствованию, Модсли в 1794 году
снабдил его крестовым суппортом.
Нижняя часть суппорта (салазки) устанавливались на одной раме с задней
бабкой станка и могла скользить вдоль ее направляющей. В любом ее месте
суппорт мог быть прочно закреплен при помощи винта. На нижних салазках
находились верхние, устроенные подобным же образом. С помощью них резец,
закрепленный винтом в прорези на конце стального бруска, мог перемещаться в
поперечном направлении.
Движение суппорта 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. При этом суппорт выполнял функцию руки рабочего,
удерживающего резец. В описываемой конструкции, собственно, не было еще
ничего нового, но она была необходимым шагом к дальнейшим
усовершенствованиям.
Уйдя вскоре после своего изобретения от Брамы, Модсли основал
собственную мастерскую и в 1798 году создал более совершенный токарный
станок. Этот станок стал важной вехой в развитии станкостроения, так как он
впервые позволил автоматически производить нарезку винтов любой длины и
любого шага.
Слабым местом прежнего токарного станка было то, что на нем можно было
нарезать только короткие винты. Иначе и быть не могло ведь там не было
суппорта, рука рабочего должна была оставаться неподвижной, а двигалась
сама заготовка вместе с шпинделем. В станке Модсли заготовка оставалась
неподвижной, а двигался суппорт с закрепленным в нем резцом.
Для того чтобы заставить суппорт перемещаться на нижних салазках 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 была на
этом винте. Для нарезки винтов с различным шагом при станке имелся запас
ходовых винтов.
Автоматическое нарезание винта на станке происходило следующим образом.
Заготовку зажимали и обтачивали до нужных размеров, не включая механической
подачи суппорта. После этого соединяли ходовой винт со шпинделем, и
винтовая нарезка осуществлялась за несколько проходов резца. Обратный отход
суппорта каждый делался вручную после отключения самоходной подачи. Таким
образом, ходовой винт и суппорт полностью заменяли руку рабочего. Мало
того, они позволяли нарезать резьбу гораздо точнее и быстрее, чем на
прежних станках.
В 1800 году Модсли внес замечательное 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).
На своем станке Модсли выполнял нарезку резьб с такой изумительной
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-ю
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. В 1817 году был создан строгальный
станок с суппортом, позволивший быстро обрабатывать плоские поверхности. В
1818 году Уитни придумал фрезерный станок. В 1839 году появился карусельный
станок и т.д.
Нартов Андрей Константинович
(1683 - 1756)
Деятель времени Петра Великого. Русский механик и изобретатель. Учился
в Школе математических и навигацких наук в Москве. Около 1718 года был
послан царем за границу для усовершенствования в токарном искусстве и
"приобретения знаний в механике и математике". По указанию Петра I, Нартов
вскоре был переведен в Петербург и назначен личным токарем царя в дворцовой
токарной мастерской.
Работая здесь в 1712-1725, Нартов изобрел и построил ряд совершенных и
оригинальных по кинематической схеме токарных станков (в том числе
копировальных), часть которых была снабжена механическими суппортами. С
появлением суппорта решалась задача изготовления частей машин строго
определенной геометрической формы, задача производства машин машинами.
В 1726-1727 и в 1733 Нартов работал при Московском монетном дворе, где
создал оригинальные монетные станки. В том же 1733 году Нартов создал
механизм для подъема "Царь колокола". После смерти Петра, Нартову было
поручено сделать "триумфальный столп" в честь императора, с изображением
всех его "баталий".
Когда в Академию Наук были сданы все токарные принадлежности и предметы
Петра, а также и "триумфальный столп", то, по настоянию начальника
академии, барона Корфа, считавшего Нартова единственным человеком,
способным окончить "столп", он был переведен в академию "к токарным
станкам", для заведывания учениками токарного и механического дела и
слесарями. Петровская токарня, превращенная Нартовым в академические
мастерские, послужила базой для последующих работ М. В. Ломоносова, а затем
И. П. Кулибина (особенно в области приборостроения).
В 1742 году Нартов принес Сенату жалобу на советника академии Шумахера,
с которым у него происходили пререкания по денежному вопросу, а затем
добился назначения следствия над Шумахером, на место которого был определен
сам Нартов. В этой должности он пробыл только 1,5 года, потому что оказался
"ничего кроме токарного художества незнающим и самовластным"; он велел
запечатать архив академической канцелярии, грубо обращался с академиками, и
наконец, довел дело до того, что Ломоносов и другие члены стали просить
возвращения Шумахера, который вновь вступил в управление академией в 1744
году, а Нартов сосредоточил свою деятельность "на пушечно-артиллерийском
деле".
1738-1756, работая в Артиллерийском ведомстве, Нартов создал станки для
сверления канала и обточки цапф пушек, оригинальные запалы, оптический
прицел; предложил новые способы отливки пушек и заделки раковин в канале
орудия. В 1741 Нартов изобрел скорострельную батарею из 44 трехфунтовых
мортирок. В этой батарее впервые в истории артиллерии был применен винтовой
подъемный механизм, который позволял придавать мортиркам желаемый угол
возвышения.
В обнаруженной рукописи Нартова "Ясное зрелище махин" описывается более
20 токарных, токарно-копировальных, токарно-винторезных станков различных
конструкций. Выполненные Нартовым чертежи и технические описания
свидетельствуют о его больших инженерных познаниях. Он издал также:
"Достопамятные повествования и речи Петра Великого" и "Театрум махинарум".
Авторство многих анекдотов о Петре приписывается Нартову.
Генри Модсли
Maudslay Henry (1771-1831)
Английский механик и промышленник. Создал токарно-винторезный станок с
механизированным суппортом (1797), механизировал производство винтов, гаек
и др. Ранние годы провел в Вулвиче под Лондоном.
В 12 лет стал работать набивальщиком патронов в Вулвичском арсенале, а
в 18 лет он лучший кузнец арсенала и слесарь-механик, в мастерской Дж.
Брама - лучшей мастерской Лондона. Позже открыл собственную мастерскую,
потом завод в Ламбете.
Создал "Лабораторию Модсли". Дизайнер. Машиностроитель. Создал
механизированный суппорт токарного станка, собственной конструкции.
Придумал оригинальный набор сменных зубчатых колес. Изобрел поперечно-
строгальный станок с кривошипно-шатунным механизмом. Создал или
усовершенствовал большое количество различных металлорежущих станков.
Строил для России паровые корабельный машины.
Литература
Интернет-ресурсы:
V http://turner.narod.ru/dir1/modsli.htm
V http://turner.narod.ru/dir1/nartov.htm
V http://www.100top.ru/encyclopedia/article/?articleid=11490
V http://savelaleksandr.narod.ru/IZOB/page33.html
V http://turner.narod.ru/dir1/histori.htm
С вопросами, пожеланиями и отзывами обращайтесь по адресу: [email protected]
Краткая информация:
Танк Т-34-85 был поставлен на производство зимой 1943-1944 гг. Он вооружался 85-мм пушкой, установленной в литой башне, первоначально разрабатывавшейся для тяжелого танка КВ-85. База танка почти не изменилась по сравнению с Т-34-76. Увеличенная башня вмещала трех членов экипажа, так что командир наконец был освобожден от посторонних функций и мог полностью сосредоточиться на своих основных обязанностях по руководству действиями экипажа.
Дата изобретения: 1904 г.
Краткая информация:
На рубеже XIX — XX вв. во всем мире парусный флот был оттеснен на второе место паровым. При этом кораблестроителям потребовались новые знания для решения многих проблем, связанных со строительством все более мощных кораблей. Назрела необходимость в создании научной теории кораблей. Одним из ее авторов стал русский ученый А.Н. Крылов.
Дата изобретения: 2011 г.
Краткая информация:
Турбогенератор — неявнополюсный синхронный генератор, основная функция которого состоит в конвертации механической энергии в работе от паровой или газовой турбины в электрическую при высоких скоростях вращения ротора (3000, 1500 об/мин). Механическая энергия от турбины конвертируется в электрическую при помощи вращающегося магнитного поля, которое создается током постоянного напряжения, протекающего в медной обмотке ротора, что в свою очередь приводит к возникновению трехфазного переменного тока и напряжения в обмотках статора.
Дата изобретения: 1712 г.
Описание:
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
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
История развития токарного станка
Токарные станки были изобретены и применялись еще в глубокой древности. Они были очень просты по устройству, весьма несовершенны в работе и имели вначале ручной, а впоследствии ножной привод.
Древний токарный станок ручного привода показан на рис. 1. Обтачиваемое изделие, установленное на двух деревянных стойках, обрабатывали два человека. Один вращал при помощи веревки изделие то вправо, то влево, а другой держал в руках режущий или скоолящии инструмент и обрабатывал им изделие.
Старинный русский токарный станок ножного привода показан на рис. 2. Этот станок совершеннее предыдущего: более устойчивое взаимное положение изделия и инструмента обеспечивало и более точную обработку, а замена ручного привода ножным позволила работать на станке вместо двух одному человеку. Обтачиваемое изделие устанавливалось на заостренных деревянных клиньях 1 и 2 (первых представителях современных центров). Клин 1 закреплялся в стойке наглухо, а клин передвигался до упора в изделие 3 и закреплялся вспомогательным клином 4, Веревка 5, навитая на изделие 1-2 оборота, одним концом прикреплялась к гибкой жерди 6, а другим -- к деревянной подножке 7. Нажимая ногой на подножку, токарь приводил во вращение обтачиваемое изделие. Удерживая обеими руками режущий инструмент, опирающийся о деревянный брусок 8, он прижимал инструмент к изделию и обрабатывал его.
Рис.1
Рис.2
Затем нажим ноги на подножку прекращался, гибкая жердь выпрямлялась, тянула веревку вверх и вращала изделие в обратном направлении. Обтачивание в это время прерывалось, и таким образом, как и на предыдущем станке почти половина рабочего времени тратилась бесполезно.
Токарные станки, показанные па рис. 1 и 2 применялись главным образом для обработки деревянных изделий. Необходимость обработки металлических изделий ускорила развитие токарных станков, хотя это развитие происходило очень медленно. Приоритет в развитии токарных станков принадлежит русским техникам.
Андрей Константинович Нартов, один из самых замечательных русских техников XVIII в., воспитанник Московской школы «математических и навигационных наук», впервые в мире в 1715 г. изобрел и затем построил токарно-копировальный станок с суппортом - механическим держателем режущего инструмента, заменяющим руку человека. На этом станке, хранящемся ныне в Государственном Эрмитаже в Санкт - Петербурге, сохранилась надпись: «Начало произвождения к строению махины 1718-го, решена 1729- году. Механик Андрей Нартов». В 1719 г. Нартов писал Петру I --большому мастеру токарного дела по дереву и металлу -- из Лондона о том, что он «здесь таких токарных мастеров, которые превзошли российских мастеров, не нашел, и чертежи махинам, которые ваше царское величество приказал здесь сделать, я мастерам казал, и оные сделать по ним не могут...». Так при первом знакомстве Нартова с зарубежной техникой он смог убедиться в том, что русские мастера не только не уступают зарубежным, но и превосходят их.
А. К. Нартов опередил почти на столетие Генри Модели, которому необоснованно приписывается буржуазными авторами изобретение суппорта в 1797 г. Хранящиеся в Государственном Эрмитаже станки Нартова доказывают, что он еще в начале XVIII в. работал на станках своего изобретения, на которых еще с большей точностью, чем в конце XVIII в,- у Модели, можно было изготовлять, притом автоматически, металлические изделия любой формы. Изобретение суппорта ознаменовало собой начало новой эпохи в развитии не только токарных, но и других металлорежущих станков.
Следовательно, благодаря изобретению А. К. Нартова Россия почти на столетие опередила Западную Европу и Америку в создании токарных станков с суппортами. А. К. Нартов за два с половиной столетия до наших дней предвосхитил создание металлорежущих станков, автоматически изготовляющих изделия из металла,- тех станков, которые являются наиболее важными для современной промышленности.
Заслугой Нартова является и воспитание им русских знатоков обработки металла резанием. Из петровской токарной мастерской, которой заведовал Нартов, вышел ряд учеников, в числе их особенно выделялись токари Александр Журавский и Семен Матвеев.
Ученики и последователи Нартова успешно совершенствовали и строили токарные станки. В конце 18 века тверской механик-часовщик Лев Собакин и тульский мастер Алексей Сурин разработали чертежи, по которым изготовлялись токарно-винторезные станки для обработки различных винтов. Сурин создал токарный станок и для изготовления ружейных стволов. На этом станке вращение изделия осуществлялось от трансмиссионного привода, а суппорт с режущим инструментом перемещался при помощи ходового винта. Впервые на этом станке было применено автоматическое выключение суппорта. Русские изобретатели и в этом усовершенствовании токарного станка опередили изобретателей зарубежных стран.
Особенно широко изготовление токарных станков было развито на Тульском и других оружейных заводах. На рис. 3 показан один из таких станков. На нем изделие приводилось во вращение от трансмиссии через ременную передачу 1, а суппорт 2 перемещался механически при помощи шестерен 3 и винта 4.
На рис. 4 показан токарный станок со ступенчатым шкивом и перебором, созданный в середине девятнадцатого столетия. На таких станках изделию сообщалось разное число оборотов при помощи ступенчатого шкива 1 и шестеренчатого перебора 2. Движение суппорту 3 передавалось через смежные шестеренки 4 и ходовой валик или винт 5. Подобные токарные станки изготовлялись и в начале ХХ века.
В конце девятнадцатого и в начале двадцатого столетия токарные станки со ступенчатым шкивом снабжались коробками передач для изменения скорости перемещения суппорта, а так же ходовым валиком и ходовым винтом.
Рис.3
Рис.4 Токарный станок середины 19 века со ступенчатым шкивом
Рис.5
До Великой Октябрьской социалистической революции в России станкостроение было плохо развито. Парк станков составлял всего 75 тысяч единиц. В период довоенных пятилеток было создано большое количество станкостроительных предприятий, освоен выпуск основных типов станков, а 1940 году парк станков вырос до 710 тысяч единиц.
В 1932 году в стране было освоено производство первого токарного станка с коробкой скоростей. Станок назывался ДИП («Догнать и перегнать»). Этим девизом советские станкостроители бросали вызов миру: «Мы догоним и перегоним вас по производству станков!».
На смену ДИПу в 1957 году пришел станок 1А62, а в последующие годы 1А16, 1А64, 1620, 16К20, 1К62 и др.
Рис.6
Такой станок, показанный на рис. 5, состоит из коробки подач 1, передней бабки 2, ступенчатого шкива 3, резцедержателя 4, суппорта 5, задней бабки 6, ходового винта 7, ходового валика 8, станины ножки 10, фартука 9 и
После изобретения и успешного применения быстрорежущей стали, а затем и твердых сплавов появились быстроходные мощные станки современной конструкции. Эти станки имеют массивные станины и снабжены коробками скоростей, позволяющими быструю перемену чисел оборотов обрабатываемого изделия, и более совершенными коробками подач. На рис. 6 показан наиболее совершенный токарно-винторезный станок модель 1620, изготовляемый заводом «Красный пролетарий».
В настоящее время на производстве применяются усовершенствованные многофункциональные станки, также станки типа 16К20, и ДИП 100, ДИП 200, ДИП 300, ДИП 400, ДИП 500, ДИП 800, ДИП 1000.
Таким образом, до появления современного токарного станка был пройден тяжелый путь от древних времен, когда использовались станки с применением ручной физической силы, до сегодняшнего момента, когда применяются полностью или частично автоматизированные станки, имеющие большую производительность и меньшие затраты рабочей силы.
Список литературы:
1. Денежный П.М., Стискин Г.М., Тхор И.Е. Токарное дело. Уч. Пособие для проф. техн. училищ. - М: Высшая школа, - 1972. - 304 с.
2. Ятченко С.В. «Токарное дело», М.: Сельхозгиз, 1958 г., 532 с.
Токарный станок - станок для обработки резанием (точением) заготовок из металлов, древесины и других материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют обточку и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, зенкерование и развертывание отверстий и т. д. Заготовка получает вращение от шпинделя, резец - режущий инструмент - перемещается вместе с салазками суппорта от ходового вала или ходового винта, получающих вращение от механизма подачи.
В XVII–XVIII вв. бурно развивалась обрабатывающая промышленность. При многих мануфактурах были металлообрабатывающие мастерские.
Обработка в мастерских велась в основном на токарных лучковых станках. В этих станках сверху была укреплена гибкая жердь, к которой привязывался один конец веревки. Веревка обвивала валик на станке. Другой конец прикреплялся к доске, которая являлась педалью для ноги рабочего. Нажимая на педаль, рабочий вращал валик и обрабатываемую деталь. Режущий инструмент он держал в руке. Токарный станок был сложным орудием, но не машиной. Для превращения в машину был необходим резцедержатель-суппорт, заменяющий руку человека.
Изобретателем токарного станка с суппортом стал русский механик А. К. Нартов. Он построил несколько токарно-копировальных станков, имевших механический суппорт-держалку.
На станках конструкции Нартова для привода можно было использовать колесо, приводимое в движение при помощи воды или силы животных.
Несмотря на замечательные работы Нартова и высокую оценку, которую получили его изобретения и знания, изобретенный им суппорт не оказал большого влияния на практическое развитие техники токарного дела.
В конце XVIII в. к идее применения суппорта в токарных станках вернулись во Франции. В "Французской энциклопедии" Дидро в 1779 г. дается описание приспособления для токарных станков, которое явно напоминает принцип суппорта. Однако у этих станков был ряд недостатков, исключавших их широкое применение на практике.
Возможность развития техники машиностроения появилась только в результате первых двух этапов промышленной революции. Для машинного производства машин был необходим мощный двигатель. К началу XIX в. таким двигателем стала универсальная паровая машина двойного действия. С другой стороны, развитие производства рабочих машин и паровых двигателей во второй половине XVIII в. сформировало квалифицированные кадры для машиностроения – рабочих-механиков. Эти два условия и обеспечили техническую революцию в машиностроении.
Начало изменению техники изготовления машин положил английский механик Генри Модсли, создавший механический суппорт для токарного станка. Модсли с двенадцати лет начал работать в лондонском Арсенале. Там он получил хорошие навыки в дерево– и металлообработке и, кроме того, стал мастером кузнечного дела. Однако Модсли мечтал о карьере механика. В 1789 г. он поступил в Лондонскую механическую мастерскую Джозефа Брама, специалиста по изготовлению замков.
В мастерской Брама у Г. Модсли появилась возможность изобретать и конструировать различные приспособления для изготовления замков.
В 1794 г. он изобрел так называемый крестовый суппорт к токарному станку, что способствовало превращению станка в рабочую машину. Сущность изобретения Модсли сводилась к следующему: токари, обтачивая какой-либо предмет, наглухо укрепляли его на станке специальными зажимами. Рабочее орудие – резец находилось при этом в руках рабочего. При вращении вала резец обрабатывал заготовку. Рабочий должен был не только создавать необходимое давление резцом на заготовку, но и передвигать его вдоль нее. Это было возможно только при большом умении и сильном напряжении. Малейшее смещение резца нарушало точность обточки. Модсли решил укрепить резец на станке. Для этого он создал металлический зажим – суппорт, который имел две каретки, передвигающиеся посредством винтов. Одна каретка создавала необходимое давление резца на заготовку, а другая передвигала резец вдоль заготовки. Таким образом, человеческая рука была заменена специальным механическим приспособлением. С введением суппорта станок стал действовать непрерывно с совершенством, недостижимым даже для самой искусной человеческой руки. Суппорт мог применяться для изготовления как мельчайших деталей, так и огромных частей различных машин.
Это механическое приспособление заменило не какое-либо орудие, а человеческую руку, создающую определенную форму, приближая, прилагая острие режущего инструмента или направляя его на материал труда, например на дерево или металл. Таким образом, удалось воспроизводить геометрические формы отдельных частей машин с такой легкостью, точностью и быстротой, которую никогда не смогла бы обеспечить рука опытнейшего рабочего.
Первый станок с суппортом, правда, крайне несовершенным, был изготовлен в мастерской Брама в 1794–1795 годах. В 1797 г. Модсли построил первый работоспособный токарный станок на чугунной станине с самоходным суппортом. Станок служил для нарезки винтов, а также использовался для обработки деталей замков.
В дальнейшем Модеси продолжал совершенствовать токарный станок с суппортом. В 1797 г. он построил токарно-винторезный станок со сменным ходовым винтом. Выделка винтов в те времена была работой исключительно сложной. Винты, нарезаемые ручным способом, имели совершенно произвольную нарезку. Трудно было найти два одинаковых винта, что чрезвычайно усложняло ремонт станков, их сборку и замену сносившихся деталей новыми. Поэтому Модсли в первую очередь совершенствовал именно токарно-винторезные станки. Своей работой по усовершенствованию нарезок винтов он добился частичной стандартизации изготовления винтов, пролагая путь для своего будущего ученика Витворта, основателя винтовых стандартов в Англии.
Простейший токарный станок
Самоходный станок Модсли, предлагавшийся для винторезных работ, вскоре оказался незаменимой машиной в любой токарной работе. Этот станок работал с изумительной точностью, не требуя больших физических усилий со стороны рабочего.
Попытки создать рабочую машину в машиностроении с конца XVIII в. делались и в других странах. В Германии немецкий механик Рейхенбах, независимо от Модсли, также предложил приспособление для держания резца (суппорт) на деревянном токарном станке, предназначенном для обработки точных астрономических инструментов. Однако экономическое развитие феодальной Германии намного отставало от развития капиталистической Англии. Механический суппорт кустарной немецкой промышленности был не нужен, тогда как внедрение токарно-винторезного станка Модсли в Англии было обусловлено потребностями развивающегося капиталистического производства.
Суппорт вскоре был превращен в совершенный механизм и в модернизированной форме перенесен с токарного станка, для которого первоначально предназначался, на другие станки, применяемые для изготовления машин. С изготовлением суппорта начинают совершенствоваться и превращаться в машины все металлообрабатывающие станки. Появляются механические револьверные, шлифовальные, строгальные, фрезерные станки. К 30м годам XIX в. у английского машиностроения уже были основные рабочие машины, позволяющие производить механическим способом важнейшие в металлообработке операции.
Вскоре после изобретения суппорта Модсли ушел от Брама и открыл собственную механическую мастерскую, быстро превратившуюся в большой машиностроительный завод. Завод Модсли сыграл выдающуюся роль в деле развития английской машинной техники. То была школа знаменитых английских механиков. Здесь начинали свою деятельность такие выдающиеся машиностроители, как Витворт, Робертс, Несмит, Клемент, Мун и другие.
На заводе Модсли была применена уже машинная система производства в форме соединения трансмиссиями большого числа рабочих машин, приводимых в движение универсальным тепловым двигателем. Завод Модели, в основном, изготовлял детали для паровых машин Уатта. Однако на заводе конструировались и рабочие станки для механических мастерских. Г. Модсли выпускал образцовые токарные, а затем и строгальные механические станки.
Сам Модели, несмотря на то что был владельцем крупного предприятия, всю жизнь работал наравне со своими рабочими и учениками. Он обладал поразительной способностью находить и воспитывать талантливых машиностроителей. Многие выдающиеся английские механики обязаны Модсли своим техническим образованием. Кроме суппорта, он сделал много изобретений и усовершенствований в самых разнообразных отраслях техники.
Общий вид токарного станка
На жестком основании 1, которое называется станиной, укреплены передняя бабка 5 и задняя бабка 2. Передняя бабка - неподвижная. Ее основной узел - вал-шпиндель 8. Он вращается в бронзовых подшипниках внутри неподвижно закрепленного корпуса 7. На шпинделе устанавливается приспособление для крепления обрабатываемой детали. В данном случае это вилка 9. Для зажима детали используются, в зависимости от ее размера и формы, также планшайба, патрон и другие приспособления. Шпиндель вращается от электрического двигателя 10 через приводной шкив 6.
Задняя бабка станка может передвигаться вдоль станины и закрепляется в нужном положении. На одном уровне со шпинделем передней бабки в задней бабке установлен так называемый центр 11. Это валик с заостренным концом. Задняя бабка используется при обработке длинных деталей - тогда заготовка зажимается между вилкой шпинделя и центром задней бабки.
Современный токарный станок состоит из рабочих органов – суппорта для крепления резца, шпинделя для крепления детали, двигателя и передачи, передающей движение от двигателя к шпинделю. Передача состоит из коробки скоростей и коробки передач. Коробка скоростей представляет собой набор валов с закрепленными на них шестернями. Переключая шестерни, изменяют частоту вращения шпинделя, оставляя частоту вращения двигателя неизменной. Коробка передач передает вращение от коробки скоростей к ходовому валику или ходовому винту. Ходовой валик и ходовой винт предназначены для перемещения суппорта, на котором закреплен резец. Они позволяют согласовать скорость движения резца с частотой вращения детали. Ходовой валик устанавливает режим резания металла, а ходовой винт – шаг резьбы.
Опорой для шпинделя, инструмента или приспособлений служат передняя и задняя бабки.
Все узлы станка крепятся к станине.
Читайте и пишите полезные