Металлообработка. Зарождение и развитие.

Изобретение токарно-фрезерных станков положило начало эволюции человечества в машиностроении. Современные автомобиль, поезд, самолет, экскаватор невозможно создать без этого изобретения. Как же происходила эволюция станкостроения? Обратимся к истории. Изобретение токарного...

Изобретение токарно-фрезерных станков положило начало эволюции человечества в машиностроении. Современные автомобиль, поезд, самолет, экскаватор невозможно создать без этого изобретения. Как же происходила эволюция станкостроения? Обратимся к истории.

Изобретение токарного станка относят к 650 гг. до н. э. Первый станок представлял собой постамент с двумя упорами, между которыми зажималась заготовка из дерева, кости или рога. Подмастерье вручную или при помощи тетивы вращал заготовку. Мастер обтачивал заготовку при помощи резца, придавая заготовке требуемую форму.

В XIV – XV веках произошла существенная модернизация – появился токарный станок с ножным приводом.

Прочная и эластичная жердь крепилась над станком. С помощью веревки конец жерди был прикреплен к педали, посередине веревка обматывалась вокруг заготовки. При нажатии на педаль веревка 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.

В 1500 г. токарный станок уже имел стальные центры и люнет с направляющей рамкой, который мог быть укреплен в любом месте между центрами упоров. На таких станках обрабатывали довольно сложные детали, представляющие собой тела вращения, вплоть до шара. Однако недостаток мощности еще не позволял обрабатывать металл. Появилась необходимость замены ручного привода механическим (с помощью двигателя). Затем произошла настоящая революция в развитии техники – было изобретено водяное колесо. И с середины XVI в. водяные приводы стали распространяться в металлообработке.

В середине XVI Жак Бессон изобрел токарный станок для нарезки цилиндрических и конических винтов.

В начале XVIII в. токарные станки стали все чаще использоваться для резания металлов, а не дерева, поэтому проблема жесткого крепления резца и перемещения его вдоль обрабатываемой поверхности стала весьма актуальной. И вот впервые проблема самоходного суппорта была успешно решена в копировальном станке А.К. Нартова в 1712 г. В начале XVIII века он изобретает оригинальный токарно-копировальный и винторезный станок с механизированным суппортом и набором сменных зубчатых колес.

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.

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, выполненный из металла, который имел мощную станину, два металлических центра, две направляющие V-образной формы, медный суппорт, обеспечивающий механизированное перемещение инструмента в продольном и поперечном направлениях.

Накопленный опыт позволил к концу XVIII века создать универсальный токарный станок, ставший основой машиностроения. Его автором стал Генри Модсли. В 1798 г., основав собственную мастерскую по производству станков, он модернизировал созданный им в 1794 году суппорт, что позволило создать вариант универсального токарного станка.

В 1800 г. Модсли осознал 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. Продолжали идею Модсли его ученики и сотрудники Р. Робертс и Д. Клемент. Первый улучшил управление, расположив ходовой винт ручки управления перед станиной, второй создал лобо- токарный станок для обработки деталей большого диаметра.

Завершилось принципиальное совершенствование станка в 1835 г., когда Д. Витворт изобрел автоматическую подачу в поперечном направлении, которая была связана с механизмом продольной подачи.

Следующий этап – автоматизация токарных станков. Здесь пальма первенства принадлежала американцам. 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. В токарных станках имелись элементы автоматики – автоматическая остановка станка при достижении определенного размера, система автоматического регулирования скорости лобового точения и т.д.

И в то же время главным достижением американского станкостроения стало создание 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.

Технологии современных токарных станков шагнули далеко вперед и на данный момент представлены достаточно объемной и разнообразной группой оборудования для металлической резки. Детали с их помощью обрабатываются посредством вращения и снятия стружки.

Токарные станки предназначены для следующих операций:

1. подрезка торцов;
2. обтачивание поверхностей конического, фасонного и цилиндрического типа;
3. сверление отверстий;
4. развертывание отверстий;
5. нарезание и отрезка резьбы;
6. растачивание и накатка рифлений.

При использовании дополнительных устройств на токарных станках можно выполнять фрезерование, шлифование, нарезание зубьев и иную обработку изделий. Определенные виды токарных станков позволяют обрабатывать муфты, колесные пары, трубы и прочие изделия.

Токарные станки бывают разных типов: токарно-винторезные, револьверные, карусельные, многорезцовые, с ЧПУ, автоматы и полуавтоматы, для обработки различных профильных деталей (вагонные оси, коленчатые валы) и пр. Токарные станки с ЧПУ предназначены для разнообразных операций точения: снятие фасок, обдирка, растачивание, а также отрезка и нарезание резьбы. Полностью компьютеризированная система управления исключает вероятность ошибки или недоработки при изготовлении детали. Станки с ЧПУ – на сегодня самые востребованные в сфере металлообработки. Широко распространены и востребованы токарные станки с ЧПУ от производителей MORI SEIKI и MOZAK (Япония), TAKISAWA (Тайвань), DUGARD EAGLE (Великобритания), JET (Швейцария), DOOSAN (Южная Корея), ZMM Sliven (Болгария), DMITROV и SAMAT (Россия), SMTCL (Китай), PEDRAZZOLI (Италия), EMCO (Австрия), NILES SIMMONS (Германия) и др.

Токарно-винторезные станки способны выполнять все виды обработки заготовок, в том числе и нарезание резьбы. Токарно-винторезные станки – наиболее универсальные металлорежущие станки. Они одинаково успешно применяются как в крупном производстве, так и в цехах при небольших объемах работ. Высокоэффективными и удобными в управлении считаются универсальные токарно-винторезные станки DMTG и WEIQIANG (Китай), Sigerlind (Тайвань), Трансмаш (Россия) и др.

Распечатать

Категории
Статьи

Комментировать

*

*

Похожие