Milling-master.ru

В помощь хозяину
18 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Первый современный станок из металла

История создания первого токарного станка в мире и его развитие

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:

Историки нашли украшения, сделанные на аналогичном оборудовании.

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.

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.

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.

Читать еще:  Ленточнопильный станок по металлу stalex

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.

Какие особенности были у ранних моделей?

Ранние модели имели общий для всех привод. Вращение передавалось через ременные передачи. Количество оборотов заготовки невозможно было выставить точно. Продольное и поперечное перемещение суппорта зависело от числа оборотов вала и регулировалось перестановкой шестерен в коробке подач. Скорость вращения шпинделя выставлялась перебрасыванием ремня на шкив нужного диаметра.

Точность поперечной и продольной подачи инструмента составляла 0,1 мм – погрешность ручного перемещения по лимбу. Невозможно было автоматизировать процесс обработки на ранних моделях и изготавливать большие партии деталей с высокой точностью соответствия.

Токарный станок имеет многовековую историю. Она отражает технический уровень развития народов, их стремление к упрощению изготовления деталей и создание красивых вещей правильной формы.

Чем знаменит и что изобрёл Генри Модсли

Имя Генри Модсли не так широко известно широкой публике. Он изобретал и совершенствовал вещи, с которыми человек редко сталкивается в повседневной жизни. Между тем результаты его труда были очень важны для развития машиностроительной отрасли. Сейчас станки, созданные им, присутствуют во многих мастерских по всему миру.

Кто такой Генри Модсли — краткая биография

Выдающийся инженер родился 22 августа 1771 года в Лондоне. Его отец, бывший военный, в то время работал мастером в Королевском арсенале. Как и многие английские дети той эпохи, уже с 12 лет маленький Генри начал работать. В его обязанности входило засыпание пороха в патроны для артиллерии. Позднее его перевели в столярную мастерскую, а с 15 лет он начал осваивать ремесло кузнеца.

После арсенала Модсли попал в мастерскую к выдающемуся изобретателю Джозефу Браме, создателю первого в мире гидравлического пресса. Именно там он и создал свои первые изобретения.

В 1800 году он сконструировал станок для обработки металла. С его помощью стало возможным изготовление крепёжных изделий, имевших точные и одинаковые размеры. Таким образом, Генри подготовил техническую базу для последующего внедрения стандартизации и взаимозаменяемости деталей, без которых немыслимо современное промышленное производство.

Спустя десять лет Модсли основал собственный машиностроительный завод. Его фирма быстро стала одной из крупнейших в Англии и просуществовала до начала XX века. В его мастерской начинали свой творческий путь такие выдающиеся инженеры и изобретатели как Джозеф Уитворт, создатель одной из первых снайперских винтовок, и Джеймс Несмит, сконструировавший паровой молот.

Состарившийся Генри увлёкся астрономией, переживавшей в то время настоящий бум. В его планы входило строительство собственной обсерватории. Однако осуществиться им было не суждено. В январе 1831 года Модсли серьёзно заболел и спустя месяц умер. Ему было всего 59 лет. Похоронен он в лондонском районе Вулидж, том самом, где он ребёнком когда-то засыпал порох в патроны.

Читать еще:  Ручной дыропробивной станок по металлу

Изобретения

Каждое его творение стало заметной вехой на пути промышленной революции. Многие из них остались в тени более громких технических новинок, таких как паровая машина. Однако каждая его новация заслуживает отдельного внимания.

Токарно-винторезный станок

Длительное время при обработке металлических заготовок токарям приходилось держать резец в руках. Работать так было крайне неудобно и небезопасно, невозможным было добиться и одинаковой точности обработки изделий. Модсли пришло в голову оборудовать станок специальным суппортом, в котором фиксировался режущий инструмент.

Благодаря этому стала возможной жёсткая установка резца в двух плоскостях, повысившая точность работы. С помощью его станка удалось добиться производства болтов и гаек с фиксированным шагом резьбы. Переоценить влияние появления стандартных крепёжных изделий на скорость производства самых разных вещей практически невозможно.

Механизированный суппорт токарного станка

Первым усовершенствованием его станка стало внедрение механизированного суппорта. С помощью зубчатой передачи Генри соединил его ходовой винт со шпинделем, вращая который можно было перемещать резец вдоль корпуса станка и устанавливать его с высокой точностью. При этом к станку он изготовил отдельный набор разных ходовых винтов, замена которых позволяла нарезать резьбу разного шага и высоты.

Оригинальный набор сменных зубчатых колёс

Через два года он придумал новый способ улучшить своё изобретение. Ходовые винты Модсли заменил на комплект колёс с разным числом зубцов, посредством которых передавалось вращение. Они были проще в изготовлении и эксплуатации.

Используя разные их сочетания, можно было получать разные профили резьбы всего лишь с одним ходовым винтом. Также стала возможной нарезка в правую и левую стороны. Точность работы станка была столь высока, что на некоторых винтах можно было разглядеть резьбу лишь с помощью увеличительного стекла.

Поперечно-строгальный станок с кривошипно-шатунным механизмом

В начале XIX века Генри, который не располагал большими финансовыми возможностями, улыбнулась удача. Он смог получить контракт на сооружение целой промышленной линии для производства корабельных блоков. Заказчиком выступал Королевский военно-морской флот.

Разработку комплекса, в который вошло 43 станка, он вёл совместно с французским инженером Марком Брюнелем. Был среди них и принципиально новый поперечно-строгальный станок. Он позволял с высокой точностью, которая впоследствии стала его фирменным знаком, обрабатывать заготовки даже из самых твёрдых сортов древесины, применявшихся в кораблестроении — вяза и бакаута.

Технологический прогресс. История металлообрабатывающих станков.

Сегодня невозможно представить жизнь без металлообрабатывающих станков. Будь то автомобиль или обычный винт, все это невозможно было бы создать не имея станков. Никто точно не знает кто первый создал металлообрабатывающие станки. Известно что первое упоминание о токарных металлорежущих станках было где-то в первой половине 18 века, но так как массовых заказов на изделия еще не было, эти станки не получили распространения. Историю развития металлообрабатывающих станков можно разделить на несколько этапов:

1. Первый токарно-винторезный станок в мире. Начало эры металлорежущих станков.

В 1718 году русский учёный и механик Андрей Константинович Нартов был отправлен Петром I в страны Европы, для изучения токарного дела. Проанализировав и изучив методы обработки металлов, Нартов решает усовершенствовать станки, используемые в его мастерской и создает первый в мире токарно-винторезный станок в мире, который имел механизированный суппорт и набор сменных зубчатых колёс. Однако судьба этого изобретения (как и многих русских изобретений) была весьма печальна. Оно было забыто после смерти ученого и в 1800 году было вновь изобретено Генри Модсли.

Чуть позже, изобретателем Эли Уитни был создан первый в мире фрезерный станок, благодаря которому ему удалось выполнить заказ правительства США на производство 15000 ружей за рекордное время (2 года).

Благодаря этим изобретениям появилась возможность создавать более сложные механизмы, паровые машины (в том числе и первые паровозы).

2. Появление массового производства.

Благодаря паровым машинам к середине 19 века группы токарных и фрезерных станков приводились в движение паровой тягой, что положило начало крупносерийному производству.

Первое время промышленность удовлетворяла лишь военные нужды (огнестрельное оружие, артиллерия, паровые двигатели для боевых кораблей и т.д.). Однако к концу 19 го века и к началу 20 века активно развивается автомобилестроение и повсеместно проводится электрификация. Для того чтобы сделать автомобиль массовым и доступным все детали и узлы стали изготавливать на поточных линиях с металлообрабатывающими станками, что позволило в свое время Генри Форду выпустить 15 миллионов автомобилей марки «Ford T».

После первой мировой войны в сфере обрабатывающей промышленности начался новый виток в развития. Предприятия начинают массово применять револьверные станки.

В таких станках можно изготавливать детали заранее настроенным инструментом, что позволяет сэкономить время на смене инструмента. Что дало предпосылку для создания первых станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

3. Эра автоматизации производства. Станки с ЧПУ.

В 50-х годах 20 века производительность универсальных станков уперлась в практический потолок. Перед человечеством встал вопрос об автоматизации производства. Помимо этого, стали появляться такие сложные агрегаты как реактивный двигатель, активно развивается самолетостроение, в котором используются детали сложной аэродинамической формы. Чтобы решить эти задачи, в США впервые появляется фрезерный станок с ЧПУ, созданный компанией Bendix Corp.

Читать еще:  Ленточнопильный станок по металлу своими руками

Внедрение этих станков проходило весьма не гладко. Предприниматели с недоверием относились к новой технике. Все исполняющие программы заводились с перфолент.

Первые станки ЧПУ были несовместимы друг с другом и перенос программы с одного станка на другой был весьма проблематичен. Для решения этой проблемы компанией Electronic Industries Alliance в начале 1960-х разрабатывается универсальный язык программирования G-code. После 1965 года из-за быстрого износа устаревшего инструмента, были разработаны новые материалы для режущего инструмента, что увеличило время его эксплуатации.

В СССР станки с ЧПУ массовое распространение получили в 1980-х годах с разработкой блоков управления «Электроника НЦ-31» (для токарных станков) и 2Р22 (для фрезерных станков).

В 1990-х в связи с бурным развитием электроники и массовому внедрению сменных многогранных режущих пластин, станки получают новое развитие. Современный станок не имеет зубчатой коробки скоростей. Всем управляет электроника.

С 18 века человечество совершило огромный технологический рывок. Сейчас многие недооценивают рабочие специальности и считают их непрестижными. Но не стоит забывать что благодаря труду специалистов-станочников вы пользуетесь всеми современными благами, будь то личный автомобиль, общественный транспорт, или стиральная машина.

На этом все, дорогие читатели. Подписывайтесь на мой канал или ставьте «палец вверх».

Проверочная работа по всеобщей истории Индустриальные революции 8 класс

Проверочная работа по всеобщей истории Индустриальные революции: достижения и проблемы. Индустриальное общество: новые проблемы и новые ценности. Человек в изменившимся мире: материальная культура и повседневность 8 класс с ответами. Работа включает в себя 2 варианта.

Вариант 1

1. Вращающуюся печь для выплавки стали — конвертер изобрёл

1) Г. Модели
2) Г. Бессемер
3) Д. Стефенсон
4) Р. Фултон

2. Страна, в которой была построена первая железная дорога, — это

1) Германия
2) Франция
3) США
4) Англия

3. Первый мировой экономический хозяйства, произошёл в кризис, охвативший все отрасли

1) 1825 г.
2) 1844 г.
3) 1858 г.
4) 1893 г.

4. Укажите изменение, характерное для социальной структуры инду­стриального общества XIX в.

1) превращение части крестьян в фермеров или батраков
2) появление однородного рабочего класса
3) сокращение численности буржуазии
4) сохранение сословных перегородок

5. Рассмотрите изображение и выполните задание.

На рисунке изображён(ена)

1) конка
2) омнибус
3) монгольфьер
4) цеппелин

6. Первую в мире подземную железную дорогу открыли в

1) Париже
2) Берлине
3) Нью-Йорке
4) Лондоне

1. Установите соответствие между изобретениями и их авторами: к каждому элементу из первого столбца подберите соответствующий эле­мент из второго столбца.

Изобретения

А) создание телеграфа
Б) изобретение пишущей машинки
В) создание первого бензинового автомобиля

Авторы

1) К. Шоулс
2) К. Бенц
3) С. Морзе
4) А. Белл

2. Сравните синдикат и трест. Выберите и запишите в первую колонку таблицы порядковые номера черт сходства, а во вторую — порядковые номера черт различия.

1) объединение предприятий, в котором участники сохраняют произ­водственную самостоятельность
2) объединение предприятий, в котором участники договорились о рынках сбыта и источниках сырья
3) объединение предприятий, в котором создан общий торговый ап­парат
4) объединение предприятий, в котором сформирован общий производ­ственный аппарат

Вариант 2

1. Первый современный станок из металла изобрёл

1) Г. Бессемер
2) Э. Сименс
3) К. Бенц
4) Г. Модели

2. Страна, в которой был построен первый железнодорожный висячий мост, — это

1) Англия
2) Германия
3) Франция
4) США

3. Первый экономический кризис перепроизводства произошёл в

1) 1803 г.
2) 1825 г.
3) 1830 г.
4) 1844 г.

4. Укажите изменение, характерное для социальной структуры инду­стриального общества XIX в.

1) сокращение численности наёмных промышленных рабочих
2) укрепление господствующего положения аристократии
3) массовое переселение европейцев на другие континенты
4) рост количества крестьян

5. Рассмотрите изображение и выполните задание.

На рисунке изображён(ена)

1) омнибус
2) дирижабль
3) монгольфьер
4) конка

6. Первая система парового отопления была создана

1) в Англии
2) в США
3) в Италии
4) во Франции

1. Установите соответствие между изобретениями и их авторами: к каждому элементу из первого столбца подберите соответствующий эле­мент из второго столбца.

Изобретения

А) создание первого способа фотографирования
Б) изобретение телефона
В) создание швейной машины

Авторы

1) И. Зингер
2) Г. Маркони
3) Л. Дагерр
4) А. Белл

2. Сравните картель и концерн. Выберите и запишите в первую ко­лонку таблицы порядковые номера черт сходства, а во вторую — порядковые номера черт различия.

1) объединение предприятий, в котором участники договорились о це­нах
2) объединение предприятий разных отраслей на основе общей финан­совой зависимости
3) объединение предприятий, в котором участники договорились о раз­мерах производства
4) объединение предприятий, в котором участники сохраняют произ­водственную и торговую самостоятельность

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector