Первый токарный станок в мире: кто изобрел, история создания и производства
alexxlab | 22.03.2023 | 0 | Токарный
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.
Читайте также: токарный станок 16Б16К описание технические характеристики
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.
Читайте также: токарный станок ТНП-111 настольного типа технические характеристики
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.
youtube.com/embed/WDLstbrs8Vc” frameborder=”0″ allowfullscreen=”allowfullscreen”> 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.
Когда был создан токарный станок?
В отличие от некоторых других видов инструмента, мы не можем назвать дату появления токарного станка даже приблизительно, поскольку началось всё очень и очень давно.
История токарного станка уходит корнями в глубокую древность. Нам точно известно, что подобное приспособление использовали в Древнем Египте, по некоторым данным ещё в 1300 году до н. э. При этом археологи неоднократно находили артефакты, датируемые 6-м веком до н. э., при изготовлении которых вполне мог использоваться токарный станок. Также есть некоторые косвенные свидетельства (прямых доказательств нет) использования такого оборудования микенской цивилизацией, существовавшей в период с XVI по XI век до н. э. Иными словами, история токарного станка началась очень и очень давно.
В 400-м году до н. э. токарные станки активно использовались в Китае. Самое же древнее изображение токарного станка датируется 300 годом до н. э., оно было найдено на одном из каменных барельефов, созданных в Древнем Египте. Естественно, что это было очень простое, даже примитивное оборудование. Тем не менее оно вполне справлялось с поставленными перед ним задачами. Деталь подвешивалась между двумя стойками и вращалась при помощи обёрнутого вокруг неё шнура.
В Древнем Риме токарные станки были уже очень широко распространёны, причём не только для обработки дерева, но и металлов. В качестве «двигателя» использовалась рабская сила, хотя римляне уже обладали технологиями, позволявшими применять для вращения обрабатываемых деталей, например, ручьи и реки. Учёные считают, что это не было сделано по той простой причине, что рабов в Риме хватало, внедрять более продвинутые решения просто не было нужды. К идее использовать силу воды или лошадей пришли в итоге только в 17-м веке.
В Средневековье были изготовлены токарные станки с ножным приводом (на манер швейной машинки), также появилась идея использовать для поддержки резца специальное приспособление, что значительно упростило работу токаря, которому больше не нужно было всё время держать инструмент на весу. Механизированный же суппорт появился позднее, только в начале 18-го века.
Первый полностью задокументированный цельнометаллический токарный станок был создан около 1751 года, до того эти приспособления содержали немалое количество деревянных деталей, число которых сокращалось с годами. К тому времени токарные станки уже имели все компоненты, которые стали обязательными для современных моделей.
Когда же в 19-м веке началась промышленная революция, конструкция токарных станков стала развиваться буквально бешеными темпами. Для их вращения начали использовать паровые и электрические двигатели. Сначала использовали линейный вал, который вращал все станки сразу, затем начали устанавливать отдельные двигатели. Появилось множество приспособлений, предназначенных для выполнения самых разных задач, начали создаваться станки различных типов. Также повсеместно стали появляться компании, специализирующиеся на создании данного оборудования.
20-й век принёс с собой не только компактные и при этом очень мощные электродвигатели, но также и вычислительную технику.
Появились первые модели с ЧПУ, которые сегодня сосуществуют с моделями с ручным управлением. Появились компактные настольные токарные станки для домашних мастеров. На самом деле, количество усовершенствований, произведённых в период с конца 19-го по начало 21-го веков настолько огромно, что требует специального изучения и написания не одной толстой книги.
И хотя сегодня и существует мнение, согласно которому в будущем 3D-печать сможет значительно потеснить токарные станки, можно даже не сомневаться, что этот вид инструмента ещё долгие годы будет верой и правдой служить человечеству.
03.01.2020
Поделиться
Токарные станки по дереву65
Токарные cтанки по металлу118
14.11.2022
Краткий обзор продукции DeWALT
11.11.2022
Какими бывают масла для двухтактных двигателей?
08.11.2022
Инструменты Rothenberger
04.
11.2022
Воздуходув: плюс – чистота, минус – мусор
01.11.2022
28.10.2022
Как продлить жизнь инструменту?
25.10.2022
Топ-5 насосных станций
21.10.2022
Выбираем лазерный нивелир
18.10.2022
Самые лёгкие “болгарки” с диаметром диска 125 мм
14.10.2022
Обзор фрезерных станков
11.10.2022
Садовый инструмент Fiskars
07.10.2022
Абсолютная безопасность при работе с УШМ Metabo
Токарный станок, мать всех инструментов
Токарный станок настолько незаменим и вездесущ, что без него трудно представить современный магазин. Так получилось просто потому, что это так просто. Хотя может показаться, что это не так, несмотря на всю проводку и шестерни современного токарного станка с ЧПУ, но в принципе токарный станок по-прежнему остается самым простым и понятным из всех станков.
Однако эта прямолинейность придает ему уникальную универсальность, и фактически токарный станок — единственная машина, которая может полностью собрать себя.
Что ж, возможно, вам придется немного помочь.
Таким образом, неудивительно, что первым изобретенным станком был токарный станок. Но как далеко это было? Индустриальная революция? Ренессанс? Даже сотни лет назад?
Нет. Не сотни — попробуйте тысячи.
Древний мир
Первый токарный станок был изобретен более трех тысяч лет назад в 1300 г. до н.э. в Древнем Египте. Это была одна из первых записанных машин, созданных человечеством, и, как любая ранняя машина, она была поразительно проста. Устройство использовало простой ремень для вращения установки, и для этого требовался второй оператор.
Этот простой станок распространился повсюду в древнем мире, особенно в Ассирии и Греции, популярен почти по той же причине, что и современный токарный станок. Римляне продолжали вводить новшества, добавив токарную дугу, инструмент, который позволял пользователю токарного станка выполнять токарную обработку самостоятельно, хотя это происходило за счет мощности и точности по сравнению с ремешком для двух человек.
Средневековье
Время шло, а вместе с ним и токарный станок. Рим пал, Европа была расколота, и из этих феодальных королевств возникло следующее крупное нововведение в токарной технологии: полюсный токарный станок. Хотя этот новый токарный станок был не намного сложнее, он приводился в действие педалью, что освобождало руки рабочего. Эта разновидность токарных станков или их варианты были настолько полезной технологией, что они регулярно использовались до начала 20 века.
И доиндустриальные инновации не остановились на этом, так как стремительный поток прогресса никогда не позволял токарному станку отставать. В 1700-х годах в Англии был разработан токарный станок, приводимый в движение лошадьми, что позволило им производить высококачественные пушки для Войны за независимость. Однако для всех этих нововведений эти токарные станки были ограничены. Однако ни один из них не может быть слишком сложным, слишком большим, слишком мощным, поскольку человек (или лошадь) не может обеспечить столько силы.
Промышленная революция
В 1800-х годах началась промышленная революция, принесшая с собой паровой двигатель. Только после изобретения паровой машины мы увидели то, что действительно можно было считать «современным» токарным станком. Модернизированный токарный станок также не мог появиться достаточно быстро, так как революция также принесла с собой массовое увеличение производства поездов, автомобилей и кораблей, а также множества других обрабатывающих инструментов, все из которых требовали использования токарный станок производить. Новые токарные станки были экспоненциально более мощными, универсальными и эффективными, что сделало их одним из краеугольных камней промышленной революции.
Эти инструменты мало чем отличались от ручных токарных станков, которые до сих пор можно найти в магазинах. Тем не менее, это был далеко не конец инноваций для постоянно меняющегося станка, и серьезные изменения все еще были не за горами.
Эпоха современности
Так же, как инновации в 19-м веке были обусловлены паром и индустриализацией, конец 20-го и 21-й века были определены прогрессом в области компьютерных технологий, и промышленная арена не является исключением.
В 19В 50-х годах был создан токарный станок с ЧПУ, технология, которая позволила машинистам предварительно запрограммировать спецификации, сделав первый токарный станок полностью автоматизированным. Хотя они все еще не заменяют человеческие руки в каждой работе, токарные станки с ЧПУ стали настолько полезными, что теперь они значительно превосходят по количеству своих ручных аналогов в вашей средней мастерской.
За прошедшие годы токарному станку требовалось не 2 оператора, а ни одного, но на протяжении всего этого чудесного станка приводилась в движение одна и та же базовая технология, изобретенная на заре цивилизации. Если вы хотите узнать больше о современном токарном станке, вы можете узнать больше о технологии, лежащей в основе токарных станков с ЧПУ, или узнать о распространенных проблемах при поиске подержанного токарного станка с ЧПУ. Хотя у нас нет ничего с ножным насосом, если вы заинтересованы в покупке подержанного токарного станка с ЧПУ, у MMI есть широкий выбор для покупки.
История токарного станка
Токарный станок — это машина, которая используется для выполнения различных операций, таких как резка, шлифование, накатка, сверление, деформация, торцевание и токарная обработка, с помощью определенных инструментов, применяемых для токарный станок для создания объекта с подходящей симметрией и измеримой осью объекта. Внизу упоминается подробная информация о токарном станке, начиная с его истории и заканчивая его особенностями и преимуществами.
История изобретения токарного станка Происхождение токарного станка Изобретение началось в 13 веке, когда египтяне впервые сконструировали токарный станок для двух человек. Позже, через несколько лет, римляне усовершенствовали египетский токарный станок, добавив к нему токарную дугу. Теперь известно высказывание, что «улучшение технологий со временем — это устойчивость». Следовательно, прецизионный токарный станок по металлу развивается с 13 века.
Но в период средневековья, когда произошла промышленная революция, европейский токарный станок был на подъеме, и его также считали матерью всех машин.
Революция в мощном токарном станке прогрессивна, например, токарный инструмент, который когда-то использовался для резки нескольких металлических листов, теперь может резать максимальное количество металлических листов. Инструмент для снятия фаски может более правильно наклонять режущие кромки материалов, а инструмент станка полностью изменился как инструмент для нарезания резьбы, а инструмент для нарезания внутренней резьбы также улучшился после промышленной революции.
Кто изобрел токарный станок и как? В 1718 году русский инженер Андрей Нартов был первым производителем токарных станков, который разработал один из первых токарных станков, представлявший собой режущий инструмент с кареткой и набором шестерен. Токарный станок был первым в мире станком, с которого началось использование оборудования в промышленности.
Поскольку во время промышленной революции в европейских странах было много различных металлов, рабочим требовалась машина, которая могла бы уменьшить рабочую нагрузку и увеличить скорость резки и обработки металла. Поэтому был изобретен высокоскоростной токарный станок. Токарный станок с двигателем не только помог в быстром производстве, но также был полезен для точной обработки металлов для паровых двигателей и других изобретений во время промышленной революции.
Токарные станки известны как мать всех станков по определенной причине, которая заключалась в том, что сверхмощный токарный станок был первым станком, который привел к изобретению другие станочные инструменты. Во время промышленной революции токарные станки превратились в гидравлические токарные станки с более толстыми и жесткими деталями. В конце 19-го и середине 20-го веков в токарный станок, который также назывался американским токарным станком, были введены отдельные электродвигатели, которые заменили линейный вал источником энергии.
Когда в середине 20-го века медленно началась эра токарных станков с ЧПУ, в которых управление токарными станками и другими станками осуществлялось с помощью числового программного управления, это числовое управление станком было компьютеризировано, а станок также назывался компьютеризированным числовым управлением ( токарный станок с ЧПУ. И с тех пор в обрабатывающей промышленности существуют как ручные станки, так и токарные станки с ЧПУ.
Токарный станок с ЧПУ представляет собой усовершенствованный токарный станок с редукторами для легких условий эксплуатации, предназначенный для адаптации современной версии инструментов и процессов. На токарном станке дро металлические детали формуются с использованием различных станков. Револьверная машина используется для удержания индексов. В дополнение ко всем функциям, направляющие, присутствующие в токарно-револьверном станке, позволяют перемещать металлические детали по нескольким осям.