Металлообработка. Эволюция конструкции токарного станка
Металлообработка – это процесс обработки резанием или пластическим деформированием металлов и их сплавов.
Обработка металлов делится на горячую и холодную. К холодной обработке металлов относятся холодная прокатка, резание, волочение, штамповка, прессование, ротационная вытяжка. К горячей обработке металлов относятся горячая прокатка, ковка и литье. Важнейшими изобретениями в области металлообрабатывающего оборудования являются изобретение токарного и фрезерного станков. В период с 18 до середины 19 века конструкция токарного станка претерпела много усовершенствований, самыми значимыми из которых являются:
- Изобретение Нартовым в 1712 году самоходного суппорта, который обеспечивал фиксированное крепление резца, а также его точное линейное перемещение вдоль обрабатываемой детали.
- Совершенствование Нартовым в период с 1718 по 1729 год копира, в котором траектория хода привода суппорта и передвижение копировального пальца управлялись разными участками ходового винта с отличающимися параметрами нарезки.
- В 1751 году был изобретен полностью металлический токарный станок универсального типа (Вокансон). Он отличался V-образными направляющими, тяжелой станиной, мощными металлическими центрами.
- В 1778 году были изобретены новые типы винторезных станков (Рамедон).
- В 1795 году механик Сено усовершенствовал конструкцию винторезного станка Рамедона. Главное отличие заключалось в оригинальном конструктиве механизированного суппорта.
- В период с 1798 по 1800 год Модсли разработал усовершенствованную модель конструкции токарного станка. Эта конструкция стала прообразом токарно-винторезных станков будущего.
- В период с 1815 по 1826 год Робертс улучшил станки за счет оптимального расположения ходового винта, создал элементарный вариатор, а также сделал более удобное управление.
- В 1835 году Витуорт разработал механизм поперечной передачи, а также связал его с продольным приводным механизмом.
- В 1845 году Фитч изобрел автоматизированный револьверный станок. Он предложил прототип револьверной головки с 8 сменными резцами. Возможность быстрой смены режущего инструмента свела к минимуму потери времени на их переустановку, а также существенно повысила производительность в случае обработки серийных изделий.
История развития конструкции фрезерного станка
Фрезерный станок – это устройство, которое используется для обработки деталей с применением фрезы - специального инструмента с вращающимися резцами.
Еще в 17 веке китайские мастера изготовили примитивный станок, который позволял обрабатывать крупные плоские детали для астрономических приборов. Конструкции фрезерных станков того времени годились только для обработки деталей из кости или дерева. Только в 1818 году американский инженер Уитни смог построить полноценный фрезерный станок с механизированным суппортом, который длительное время использовался на его оружейном заводе. Несмотря на то, что у данного станка станина и двухступенчатый шкив, он был способен обрабатывать металлические детали и работал практически без поломок. К 1826 году на оружейном заводе в Туле в эксплуатацию были сданы два станка для подрезки казенных концов стволов ружей. Ствол, который закреплялся в специальном подвижном приспособлении, подавался в рабочую зону торцовой фрезы. По внешнему виду и конструктивно станки тульских мастеров были совершеннее станков Уитни, они обеспечивали высокое качество обработки поверхностей деталей.
В первой половине 18 века технический прогресс в области совершенствования фрезерных станков был связан с потребностями оружейного производства. В середине 18 века фрезерные станки стали востребованы «мирными» предприятиями. Первой разработкой гражданского назначения стал станок компании «Нейсмит и Гейскелл», выполняющий фрезерование плоских граней гаек. Данное устройство представляло собой универсальный горизонтально-фрезерный станок. В 1855 году была создана еще более совершенная модель фрезерного станка – «Линкольн». В нем, как и у его предшественников, рабочий стол приводился в движение ременной передачей и червячным механизмом, но для продольного перемещения стола использовался ходовой винт с маховиком. Установка фрезы в вертикальной плоскости в этой конструкции выполнялась перемещением подшипников оправки, что обеспечивало удобство и увеличение точности обработки. Схема станка «Линкольн» стала классической и была заимствована другими производителями фрезерного оборудования.
