12.2. Совершенствование станков в период от мануфактурного производства до эпохи парового двигателя

В период мануфактурного производства Ж. Бессон изобрел токарный станок с суппортом. В России на Тульском оружейном заводе изобретены станки для рассверливания стволов лушек. Создаются часовые станки, позволяющие производить фрезерование, гравирование, изготавливать зубчатые колеса, барельефы, мебели и т.д.

В 1738 г. А.К. Нартов повторил изобретение токарного станка с механическим суппортом (рис.12.3а). Им был изобретен токарно-копировальный станок (рис.12.3б), на котором вытачивались сложные рисунки (рис.12.3в), строгально-копировальные станки, зубофрезерный станок и другие.

Я.Г. Батищев в 1735 г. создал в Туле станки для обработки поверхности мушкетных стволов. Совершенствуется конструкция токарного станка – маховое колесо помещается под станок и приводится во вращение от педали (рис.12.3г) через шатун и одноколенчатый вал. Было изготовлено подобие шпинделя в оловянных подшипниках. Эскизы токарных станков создает Н.В. Ломоносов.

а) б)

в) г)

Рис. 12.3. Станки периода мануфактурного производства: а – суппорт (резцедержатель А.К. Нартова); б – токарно-копировальный станок А.К. Нартова; в – образец рисунка, выточенного на станке А.К. Нартова; г – токарный станок с маховым колесом

В эпоху парового двигателя (конец XVIII в. – 70 г. XIX в.) И.И. Ползунов создает специальные станки для обработки некоторых частей своей паровой машины, И.П. Кулибин создает ряд станков для изготовления некоторых деталей зубчатых часовых механизмов.

12.3. Развитие станков в эпоху электропривода

В начале XIX в. в Петербурге началось серийное производство токарных станков. На Урале Черепановы создали конструкции станков для производства своих паровозов и в 1835 г. построили завод по производству.

В 1829 г. механик Тульского завода Т. Захава изобрел ряд станков для обработки ружейных стволов (токарные, сверлильные, фрезерные, протяжные). Он первый установил специальное устройство для автоматической остановки суппорты.

В 1829 г. на Луганском заводе механик Л.И. Изгоров построил специальный станок для нарезания наружной и внутренней резьбы на крупногабаритных изделиях.

Металлорежущие станки изготавливаются Колпинским заводом, мастерскими Петербургского технологического института.

Станочный парк на отечественных заводах постепенно растет. Например, на механическом заводе в Костроме, изготавливающем паровые машины для речных пароходов было 34 токарных, 11 сверлильных, 6 строгальных и 5 болторезных и зуборезных станков.

Для привода металлорежущих станков осуществляется переход от центрального парового двигателя к электрическому сначала групповому, а затем индивидуальному.

В конце XIX в. зарождается теория резания металлов. И.А. Тиме вывел формулы для расчета сил резания, объяснил причины вибраций и др. П.А. Афанасьев в 1880 г. исследовал причины снятия стружки и определил величины сил резания. А.В. Гадолин изучил различные методы обработки металлов резанием и разработал теорию конструированию коробки скоростей станка. К.А. Зворыкин разработал схему сил, действующих на резец, предложил формулу для подсчета сил резания с учетом трения, сконструировал самопишущий гидравлический динанометр для определения сил резания. А.А. Брикс углубил и систематизировал теоретические вопросы процесса резания. Я.Г. Усачев разработал новое направление – изучение физики резания металлов.

До 1917 г. наука о резании металлов указала путь рациональной работы металлорежущего станка и инструмента, а также повышение производительности процесса резания.

Во второй половине XIX в. разработаны основные типы станков, в том числе специального назначения (зубообрабатывающие и др.). Были созданы станки автоматы: токарные, для нарезания резьбы, сверления отверстий и фрезерования. Созданы станкостроительные фирмы в Германии, Франции, США.

В 1873 г. в США был создан Х. Спенсером первый токарный автомат. Затем были созданы автоматы для нарезания резьбы, сверления отверстий и фрезерования.

В России станки выпускали заводы братьев Бромлей, основанные в 1857 г. в Москве, на заводе «Берда» (1790 г.) и «Феникс» (1897 г.) в Петербурге. В 1913 г. было выпущено 113 тыс. штук металлорежущих станков. В основном станки поступали из-за границы.