Интересно, что первые упоминания о механизме, напоминающим токарный станок, относится примерно к 650 годам до нашей эры. Деревянная заготовка (иногда, из рога или кости) зажималась между своего рода центрами, а приводным механизмом в этих станках служила мускульная сила подмастерьев или рабов, которые вращали эти заготовки, причем вращение было попеременно в разные стороны. Саму же обработку производил мастер, который, при помощи резца, удерживаемого в руках, снимал стружку с заготовки, прижимая режущий инструмент в нужных местах.
Несколько позже в качестве приводного механизма стали использовать лук. Слабо натянутая тетива лука оборачивалась вокруг детали и также раб или подмастерья, двигая лук как пилу в разные стороны, приводил заготовку к вращению. Заготовка вращалась в разные стороны.
К середине 14 началу 15 века луковая система привода была несколько модернизирована. Тетива, обернутая вокруг заготовки, закреплялась одним концом к упругой жерди, расположенной сверху над станиной станка, а другой конец крепился к педали на уровне земли. Мастер, нажимая на педаль, приводил заготовку в движение, а отпуская педаль, за счет энергии согнутой упругой консоли, педаль возвращалась в верхнее исходное положение при обратном вращении заготовки.
К середине 15 века привод станков стал напоминать привода швейных машин, который включал в себя педаль, при нажатии на которую через шатун и кривошип приводился в движение ведущий вал станка. Интересно, что именно с этого момента, заготовка на токарных станках стала вращаться в процессе обработки в одну сторону и только в случаях необходимости могла вращаться в противоположную. В этот же период, стали появляться стальные стационарные узлы, которые в, естественно, уже модернизированном виде, дошли до наших дней. Это такие как жесткие центра и приспособление, которое напоминало наш современный люнет, для поддерживания заготовки во время обработки. Усовершенствование привода и применение элементарных приспособлений позволило выполнять на таких станках достаточно сложные по форме детали, даже такие как шар. Однако обработка металлов была трудоемка и малоэффективна, вследствие маломощного привода и недостаточности усилия на резец, который по прежнему удерживался руками. Встала задача, о модернизации, как самого приводного механизма, так и устройства для удержания режущего инструмента.
Изобретение водяного колеса несколько сняло задачу по усилению мощности привода, и энергия воды в начале 17 века стала широко применяться в токарных станках для привода заготовки в движение. Металлорежущие станки стали широко применяться, но проблема крепления резца по-прежнему была актуальна. Решить ее смог российский механик Петра первого, Нартов Андрей Константинович, который в 18 веке придумал токарно-винторезный станок со сменными зубчатыми шестернями. Суппорт станка Нартова был уже механизирован, на нем крепился режущий инструмент и была решена проблема перемещения суппорта вдоль оси заготовки. Процесс нарезания резьбы несколько упростился. Ранее, для того чтобы изготовить изделие, на котором была резьба, на поверхности заготовки предварительно размечалась спираль. Контур вначале предварительно вручную заглублялся инструментом, наподобие напильника, а впоследствии мастер на станке его заглублял до нужного профиля. Нартов же решил эту проблему, используя палец копир, который взаимодействовал с ходовым валом, а шаг резьбы менялся при помощи сменных шестерен. Интересно, что такой способ смены шага резьбы дошел и до наших времен, и на многих универсальных станках используется гитара сменных шестерен. В то же время, несколько своеобразное решение суппорта предложили механики из Тулы Захава и Сурнин, а более перспективную и близкую к нынешней конструкции суппорт сконструировал станкостроитель из Англии Модсли.
Все последующие годы станкостроители уделяли внимание на то, чтобы сделать станок универсальным, приспособленным для выполнения разнообразных операций, включая нарезку резьбы и изготовление ходовых валов.
Во Франции, к середине 18 века конструктор Вокансон смастерил станок, большинство узлов которого были уже металлические,- мощная станина, направляющие и центра. Суппорт был медный и перемещался механически. Интересно, что француз не использовал систему крепления заготовки в патроне, хотя подобные устройства уже были известны, а применял только обработку в центрах. Еще одним, существенным недостатком станка Вокансона, был достаточно малый, около 10 сантиметров, диапазон изменения расстояния между центрами, поэтому обработку можно было осуществлять только деталей примерно одинаковых по длине.
К концу 18 века, уже упомянутый ранее англичанин Генри Модсли, используя накопленный опыт станкостроения, спроектировал универсальный токарно-винторезный станок. Долго работая над конструкцией суппорта и уже имея ряд мастерских по производству станков, Модсли, к началу 19 века, создал станок, элементы и узлы которого имеют современные станки. Интересно, что именно англичанин ощутил необходимость унификации некоторых типов деталей и впервые стал внедрять систему стандартизации резьбы. Кроме этого, в своих мастерских он стал изготавливать и использовать инструмент, напоминающий современные плашки и метчики.
Впоследствии, усовершенствование станков велось в направлении модернизации узлов, в использовании новых материалов при изготовлении тех или иных деталей станков и, естественно, процесс роботизации вспомогательных операций, и внедрение числового управления выполнения основных операций.
НОВИНКИ
26.06.2012 | Новый седан Opel Astra
Недавно компания Opel анонсировала новую версию автомобиля Opel Astra. Автомобиль в значительной м...