За способом виготовлення моделей верстатів верстати поділяються на 11 категорій: токарні, свердлильні, розточувальні, шліфувальні, зубообробні, різьбонарізні, фрезерні, стругальні, протягувальні, пильні та інші. верстати.У кожному типі верстатів він розділений на кілька груп відповідно до діапазону процесу, типу компонування та конструктивних характеристик, і кожна група розділена на кілька серій.Сьогодні редактор розповість вам про історичні історії токарних, розточувальних і фрезерних верстатів.
1. Токарний верстат
Токарний верстат - це верстат, який в основному використовує токарний інструмент для обертання обертової заготовки.На токарному верстаті для відповідної обробки також можна використовувати свердла, розгортки, розгортки, мітчики, плашки та накатки.Токарні верстати в основному використовуються для обробки валів, дисків, гільз та інших заготовок з поверхнями, що обертаються, і є найбільш широко використовуваним типом верстатів у машинобудуванні та ремонтних майстернях.
1. «Токарний верстат» із стародавніх шківів і стрижнів.Ще в Стародавньому Єгипті люди винайшли технологію обточування деревини інструментом, обертаючи її навколо центральної осі.Спочатку люди використовували дві стоячі колоди як опори, щоб поставити деревину, яку потрібно точити, використовували силу пружності гілок, щоб намотати мотузку на деревину, тягнули мотузку рукою або ногою, щоб повернути деревину, і тримали ніж різання.
Цей стародавній метод поступово еволюціонував і розвинувся у два або три оберти мотузки на шківі, мотузка підтримується на еластичному стрижні, зігнутому у формі лука, і лук штовхається та тягнеться вперед і назад, щоб обертати об’єкт обробки для токарна обробка, яка є «токарним верстатом».
2. Середньовічний привід колінчастого вала і маховика «педальний верстат».У середні віки хтось сконструював «педальний токарний верстат», який використовував педаль для обертання колінчастого вала та приводу маховика, а потім приводив її до головного валу, щоб обертати його.У середині 16-го століття французький дизайнер на ім'я Бессон сконструював токарний верстат для обертання гвинтів із гвинтовим стержнем, щоб інструмент ковзав.На жаль, цей токарний верстат не отримав поширення.
3. У вісімнадцятому столітті народилися тумбочки та патрони.У 18 столітті хтось інший сконструював токарний верстат, який використовує ножну педаль і шатун для обертання колінчастого вала, який може накопичувати обертальну кінетичну енергію на маховику, і розвинувся від прямого обертання заготовки до обертової бабки, яка є Патрон для утримання заготовки.
4. У 1797 році англієць Модслі винайшов епохальний інструментальний токарний верстат, який має прецизійний ходовий гвинт і змінні шестерні.
Модслі народився в 1771 році, і у віці 18 років він був правою рукою винахідника Браммера.Кажуть, що Браммер завжди був фермером, і коли йому було 16 років, нещасний випадок спричинив інвалідність правої щиколотки, тому йому довелося перейти на деревообробку, яка була не дуже рухливою.Його першим винаходом був унітаз зі змивом у 1778 році. Модслі почав допомагати Брамеру розробляти гідравлічні преси та інше обладнання, поки він не покинув Брамера у віці 26 років, оскільки Брамер грубо відхилив пропозицію Моріца прохання про підвищення заробітної плати понад 30 шилінгів на тиждень.
У тому ж році, коли Модслі покинув Браммера, він побудував свій перший різьбовий токарний верстат, суцільнометалевий токарний верстат із тримачем інструменту та задньою бабкою, здатною рухатися вздовж двох паралельних рейок.Направляюча поверхня напрямної рейки має трикутну форму, і коли шпиндель обертається, ходовий гвинт приводиться в рух, щоб переміщати тримач інструменту вбік.Це основний механізм сучасних токарних верстатів, за допомогою якого можна обертати прецизійні металеві гвинти будь-якого кроку.
Через три роки Модслі побудував у власній майстерні більш повний токарний верстат зі змінними шестернями, які змінювали швидкість подачі та крок різьби, що обробляється.У 1817 році інший англієць, Робертс, прийняв чотириступінчастий шків і механізм заднього колеса для зміни швидкості шпинделя.Невдовзі з’явилися більші токарні верстати, що сприяло винаходу парової машини та інших машин.
5. Народження різноманітних спеціальних токарних верстатів З метою покращення ступеня механізації та автоматизації Фітч у Сполучених Штатах винайшов у 1845 році револьверний токарний верстат;в 1848 році в США з'явився токарний верстат з колесами;у 1873 році Спенсер у Сполучених Штатах виготовив одновальні автоматичні токарні верстати, а незабаром він створив тривісні токарні автомати;на початку 20 століття з'явилися токарні верстати з зубчастою передачею, що приводилася в рух окремими двигунами.Завдяки винаходу швидкорізальної інструментальної сталі та застосуванню електродвигунів токарні верстати безперервно вдосконалювались і, нарешті, досягли сучасного рівня високої швидкості та високої точності.
Після Першої світової війни через потреби збройової, автомобільної та іншої машинобудівної промисловості швидко розвивалися різноманітні високоефективні токарні автомати та спеціальні токарні верстати.З метою підвищення продуктивності невеликих партій заготовок наприкінці 1940-х років почали просувати токарні верстати з гідравлічними профільними пристроями, а разом з тим були розроблені багатоінструментальні токарні верстати.У середині 1950-х років були розроблені токарні верстати з програмним керуванням з перфокартами, засувними пластинами та циферблатами.Технологія ЧПК почала використовуватися в токарних верстатах у 1960-х роках і швидко розвивалася після 1970-х років.
6. Токарні верстати поділяються на різні типи відповідно до їх використання та функцій.
Звичайний токарний верстат має широкий спектр об'єктів обробки, а діапазон регулювання швидкості шпинделя та подачі великий, і він може обробляти внутрішні та зовнішні поверхні, торці та внутрішню та зовнішню різьбу заготовки.Цей тип токарного верстата в основному обслуговується вручну робітниками, з низькою ефективністю виробництва, і підходить для одиночного, дрібносерійного виробництва та ремонтних майстерень.
Револьверні токарні верстати та ротаційні токарні верстати мають револьверні опори для інструментів або поворотні опори для інструментів, які можуть утримувати кілька інструментів, і працівники можуть використовувати різні інструменти для виконання різних процесів за одне затискання заготовки, що підходить для масового виробництва.
Автоматичний токарний верстат може автоматично завершувати багатопроцесну обробку заготовок малого та середнього розміру за певною програмою, може автоматично завантажувати та вивантажувати матеріали та багаторазово обробляти партію тих самих заготовок, що підходить для масового виробництва.
Багатоінструментальні токарні напівавтомати поділяються на одноосьові, багатоосьові, горизонтальні та вертикальні.Компонування одноосьового горизонтального типу подібне до звичайного токарного верстата, але два комплекти опор для інструменту встановлені спереду та ззаду або вгорі та внизу головного валу відповідно та використовуються для обробки дисків, кілець і заготовок валів, а продуктивність їх у 3—5 разів перевищує продуктивність звичайних токарних верстатів.
Профілювальний токарний верстат може автоматично завершити цикл обробки заготовки, імітуючи форму та розмір шаблону або зразка.Він підходить для дрібносерійного і серійного виробництва заготовок складної форми, а продуктивність в 10-15 разів вище, ніж у звичайних токарних верстатів.Бувають багатоінструментальні, багатоосьові, затискні, вертикальні та інші типи.
Шпиндель вертикального токарного верстата розташований перпендикулярно горизонтальній площині, заготовка закріплена на горизонтальному поворотному столі, а опора інструменту переміщається по балці або колоні.Підходить для обробки великих важких заготовок, які важко встановити на звичайних токарних верстатах.Зазвичай вони поділяються на дві категорії: одноколонкові та двоколонкові.
Під час обертання токарного верстата з лопатою різцетримач періодично здійснює зворотно-поступальний рух у радіальному напрямку, що використовується для формування поверхонь зубів фрез навантажувачів, фрез тощо. Зазвичай із рельєфною шліфувальною насадкою невеликий шліфувальний круг, що приводиться в рух окремим електродвигун розвантажує поверхню зуба.
Спеціалізовані токарні верстати — це токарні верстати, що використовуються для обробки певних поверхонь певних типів заготовок, наприклад токарні верстати з колінчастим валом, токарні верстати з розподільним валом, токарні верстати для коліс, токарні верстати з осями, токарні верстати для валків і зливків.
Комбінований токарний верстат в основному використовується для токарної обробки, але після додавання деяких спеціальних деталей і аксесуарів він також може виконувати розточування, фрезерування, свердління, вставлення, шліфування та іншу обробку.Він має характеристики «одної машини з кількома функціями» і підходить для інженерних транспортних засобів, кораблів або мобільних ремонтних робіт на ремонтній станції.
2. Розточувальний верстат
Незважаючи на те, що промисловість майстерень відносно відстала, вона підготувала та випустила багатьох майстрів.Незважаючи на те, що вони не є експертами у виготовленні машин, вони можуть виготовляти всілякі ручні інструменти, такі як ножі, пилки, голки, свердла, конуси, шліфувальні машини, вали, втулки, шестерні, каркаси ліжок тощо, фактично машини збираються з цих частин.
1. Найперший розробник свердлильної машини – свердлильна машина Да Вінчі відома як «Мати машин».Говорячи про свердлильні машини, ми повинні поговорити в першу чергу про Леонардо да Вінчі.Ця легендарна постать, можливо, була розробником перших розточувальних верстатів для обробки металу.Розточувальний верстат, який він сконструював, приводиться в рух гідравлічною або ножною педаллю, розточувальний інструмент обертається близько до заготовки, а заготовка закріплюється на мобільному столі, що приводиться в рух краном.У 1540 році інший художник написав картину «Піротехніка» з таким же малюнком розточувальної машини, яка використовувалася в той час для обробки порожнистих відливок.
2. Перша бурова машина, створена для обробки гарматних стволів (Вілкінсон, 1775).У 17 столітті через військові потреби розвиток гарматного виробництва був дуже швидким, і як виготовити ствол гармати стало основною проблемою, яку люди потребували термінового вирішення.
Перший у світі справжній розточувальний верстат був винайдений Уілкінсоном у 1775 році. Фактично, розточувальний верстат Уілкінсона, якщо бути точним, є свердлильним верстатом, здатним точно обробляти гармати, порожнисту циліндричну розточувальну штангу, встановлену на підшипниках з обох кінців.
Народився в Америці в 1728 році, Уілкінсон переїхав до Стаффордшира у віці 20 років, щоб побудувати першу чавунну піч у Білстоні.З цієї причини Вілкінсона називали «майстром-ковалем Стаффордширу».У 1775 році, у віці 47 років, Вілкінсон наполегливо працював на фабриці свого батька, щоб створити цю нову машину, яка могла б свердлити стволи гармат з надзвичайною точністю.Цікаво, що після смерті Вілкінсона в 1808 році його поховали в чавунній труні його власної конструкції.
3. Розточувальна машина зробила важливий внесок у створення парової машини Ватта.Перша хвиля промислової революції була б неможливою без парової машини.Для розробки та застосування самої парової машини, окрім необхідних соціальних можливостей, не можна ігнорувати деякі технічні передумови, тому що виготовлення частин парової машини не таке просте, як тесляр різати дерево.Потрібно зробити деякі металеві деталі спеціальної форми, а вимоги до точності обробки високі, чого неможливо досягти без відповідного технічного обладнання.Наприклад, при виготовленні циліндра та поршня парової машини точність зовнішнього діаметра, необхідного в процесі виробництва поршня, може бути вирізана ззовні під час вимірювання розміру, але для відповідності вимогам точності внутрішнього діаметр циліндра, нелегко використовувати загальні методи обробки..
Сміттон був найкращим механіком вісімнадцятого століття.Сміттон сконструював аж 43 одиниці водяного та вітряного обладнання.Коли дійшло до створення парової машини, найважчим для Смітона було обробити циліндр.Досить важко обробити велике внутрішнє коло циліндра в коло.З цією метою Сміттон виготовив спеціальний верстат для різання внутрішніх кіл циліндрів на Cullen Iron Works.Цей різновид свердлильної машини, яка приводиться в рух водяним колесом, оснащена інструментом на передньому кінці своєї довгої осі, і інструмент можна обертати в циліндрі для обробки його внутрішнього кола.Оскільки інструмент встановлено на передньому кінці довгого валу, виникнуть такі проблеми, як відхилення валу, тому дуже важко обробити справді круглий циліндр.Для цього Сміттону довелося кілька разів змінювати положення циліндра для обробки.
Розточувальний верстат, винайдений Вілкінсоном у 1774 році, відіграв велику роль у цій проблемі.У такому розточувальному верстаті використовується водяне колесо для обертання циліндра матеріалу та штовхання його до нерухомого інструменту в центрі.Завдяки відносному руху між інструментом і матеріалом матеріал просвердлюється в циліндричний отвір з високою точністю.У той час розточувальний верстат використовувався для виготовлення циліндра діаметром 72 дюйми товщиною шестипенсової монети.За сучасними технологіями це велика похибка, але за тогочасних умов досягти такого рівня було нелегко.
Однак винахід Уілкінсона не було запатентовано, і люди скопіювали його та встановили.У 1802 році Ватт також писав про винахід Вілкінсона, який він скопіював на своєму металургійному заводі в Сохо.Пізніше, коли Уатт зробив циліндри і поршні парової машини, він також використовував цю дивовижну машину Уілкінсона.Виявилося, що для поршня можна виміряти розмір під час його різання, але для циліндра це не так просто, і потрібно використовувати розточувальний верстат.У той час Ват використовував водяне колесо, щоб обертати металевий циліндр, так що фіксований центральний інструмент висувався вперед, щоб розрізати внутрішню частину циліндра.В результаті похибка циліндра діаметром 75 дюймів виявилася менше товщини монети.Це дуже просунуто.
4. Народження свердлильної машини з підйомом столу (Хаттон, 1885) У наступні десятиліття було внесено багато вдосконалень у свердлильну машину Вілкінсона.У 1885 році Хаттон у Великобританії виготовив свердлильну машину з підйомом столу, яка стала прототипом сучасної свердлильної машини.
3. Фрезерний верстат
У 19 столітті британці винайшли свердлильний верстат і рубанок для потреб промислової революції, наприклад паровий двигун, тоді як американці зосередилися на винаході фрезерного верстата, щоб виробляти велику кількість зброї.Фрезерний верстат - це верстат з фрезами різної форми, які можуть нарізати заготовки спеціальної форми, наприклад гвинтові канавки, зубчасті форми тощо.
Ще в 1664 році британський вчений Гук створив машину для різання, спираючись на обертові круглі різці.Це можна вважати оригінальним фрезерним верстатом, але в той час суспільство не викликало захоплення.У 1840-х роках Пратт сконструював так званий фрезерний верстат Лінкольна.Звичайно, тим, хто дійсно закріпив статус фрезерних верстатів у машинобудуванні, був американець Вітні.
1. Перший звичайний фрезерний верстат (Вітні, 1818 р.) У 1818 р. Вітні зробив перший у світі звичайний фрезерний верстат, але патент на фрезерний верстат був британський Бодмер (з пристроєм подачі інструменту).Винахідник портального рубанка) «отримав» у 1839 році. Через високу вартість фрезерних верстатів у той час було небагато людей, які цікавилися.
2. Перший універсальний фрезерний верстат (Браун, 1862) Після періоду мовчання фрезерний верстат знову став активним у Сполучених Штатах.Навпаки, Вітні та Пратт можна лише сказати, що вони заклали основу для винаходу та застосування фрезерного верстата, а винахід фрезерного верстата, який можна застосовувати для різних операцій на фабриці, слід приписати американському інженеру. Джозеф Браун.
У 1862 році Браун у Сполучених Штатах виготовив перший у світі універсальний фрезерний верстат, який є епохальним нововведенням у забезпеченні універсальними індексними дисками та комплексними фрезами.Стіл універсального фрезерного верстата може повертатися на певний кут в горизонтальному напрямку і має аксесуари, такі як торцева фрезерна головка.Його «універсальний фрезерний верстат» мав великий успіх, коли він був виставлений на Паризькій виставці в 1867 році. У той же час Браун також розробив фасонний фрезер, який не деформувався після шліфування, а потім виготовив шліфувальний верстат для шліфування фрезерування. різець, доведення фрезерного верстата до сучасного рівня.
Час публікації: 02 червня 2022 р