История развития металлорежущего оборудования
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. 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 (Рисунок 1) в мире, который имел механизированный суппорт и набор сменных зубчатых колёс [1].
Рисунок 1 - Токарно-винторезный станок Нартова.
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 (Рисунок 2) [2].
Рисунок 2 - Токарно-винторезный станок Модсли.
Чуть позже, изобретателем Эли Уитни был создан первый в мире фрезерный станок (Рисунок 3), благодаря которому ему удалось выполнить заказ правительства США на производство 15000 ружей за рекордное время (2 года) [3].
Рисунок 3 - Фрезерный станок Уитни.
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 (Рисунок 4), что положило начало крупносерийному производству [4].
Рисунок 4 – Цех с фрезерным оборудованием.
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" [5].
После первой мировой войны в сфере обрабатывающей промышленности начался новый виток в развитии. Предприятия начинают массово применять револьверные станки (Рисунок 5).
Рисунок 5 – Токарно-револьверный станок.
На таких станках изготавливали детали с заранее настроенным инструментом, что позволило 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 (Рисунок 6), созданный компанией Bendix Corp [6].
Рисунок 6 – Станок Bendix Corp.
Внедрение этих станков проходило весьма негладко. Предприниматели с недоверием относились к новой технике. Все управляющие программы вводились в станок и хранились с помощью с перфолент (Рисунок 7).
Рисунок 7 – Перфолента.
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 [7]. 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) (Рисунок 8) и 2Р22 (для фрезерных станков).
Рисунок 8 – 16к20ф3с32 со стойкой «Электроника НЦ-31»
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 (Рисунок 9).
Рисунок 9 – Современный фрезерный станок DMC 1150 V.
В данный момент времени процесс развития металлорежущего оборудования не останавливается и продолжает развиваться в направлении автоматизации, все больше заменяя универсальные станки и ручной труд.
Список используемых источников:
1. Интернет ресурс – «https://ru.wikipedia.org/wiki/Нартов,_Андрей_
Константинович».
2. Интернет ресурс – «https://stimul.online/articles/science-and-technology/stanok-dlya-promyshlennoy-revolyutsii/.»
3. Интернет ресурс – «https://ru.wikipedia.org/wiki/Уитни,_Эли.»
4. Интернет ресурс – «https://autohis.ru/par18.php».
5. Интернет ресурс – «https://www.sports.ru/tribuna/blogs/f1v3ttel/2544718.html.»
6. Интернет ресурс – «https://en.wikipedia.org/wiki/Bendix_Corporation.»
7. Интернет ресурс – «https://ru.wikipedia.org/wiki/G-code.»