Создание станков промышленного назначения

Задача механизации процесса резания металла была решена к концу XVIII в. До того на разных видах оборудования применяли отдельные элементы: подвижный суппорт, перемещаемый ходовым винтом, сменные шестерни для получения различных величин подач при одном эталонном ходовом винте, несколько видов задних бабок с центрами, системы крепления детали в патроне и т. д. Для создания универсального токарного станка необходимо было удачно объединить эти элементы в единое целое.

Такое решение было предложено Генри Модели, который, совершенствуя предыдущие образцы, создал универсальный токарный станок. Он явился родоначальником школы машиностроителей. Им и его последователями на основе универсального токарного станка был создан ряд станков различного назначения, сыгравших большую роль в развитии английского машиностроения.

Г. Модели был выходцем из небогатой семьи и не получил систематического образования. Работая на различных промышленных предприятиях, включая известный тогда Вулвичский арсенал, он ознакомился со многими видами станков и стад кузнецом, токарем, механиком, а позже и чертежником. Начало его творческой деятельности связано с работой на заводе Дж. Брамы, где изготавливались различные металлические изделия, в том числе весьма совершенные замки конструкции Брамы.

Работая у Брамы, Модели создал в 1794 г. конструкцию подвижного суппорта. Конструкция этого суппорта (каретки) сначала была несовершенна. Позже модернизированная каретка представляла собой резцедержатель, который закреплялся на одной из направляющих в любом месте зоны обработки и мог перемещаться с помощью двух винтов в продольном и поперечном направлениях на ограниченное расстояние.

Уйдя от Брамы, Модели основал собственную мастерскую и в 1798 г. создал суппорт токарного станка, значительно улучшив первый вариант. Этот станок явился важной вехой в развитии станкостроения. Направляющие станка были V-образной формы. Чтобы изменить величину подачи для нарезания резьбы, заменяли ходовой винт, помещенный на одной из направляющих; подвижной люнет и задний центр располагались на второй направляющей.

В 1800 г. Г. Модели усовершенствовал этот станок, добавив сменные шестерни (их было 28 с числом зубьев от 15 до 50), станина стала более мощной, направляющие -- плоскими, ходовой винт помещался между направляющими и был закреплен в подшипниках на станине. Чтобы получить идеальную плоскость направляющих, Модели притирал одну к другой 3 - 4 плоские поверхности. Точность притирки была такой высокой, что разнять поверхности можно было только сдвиганием.

В третьем станке Г. Модели комбинировал плоскую направляющую с V-образной. Внешний вид этих станков был совершенно схож с современными (только шпиндель у них был помещен справа, а не слева, как на станках более ранних и всех последующих типов). На этих станках могли обрабатываться детали от 3 дюймов до 3 футов, так как задняя бабка могла передвигаться. Использовались станки в основном для нарезания резьб.

Заслугой Г. Модели является не только то, что он создал модель станка, удобную для эксплуатации и настолько удачно скомпонованную, что при небольших доработках токарный станок принял вполне современный вид. Важно, что изобретатель понял необходимость всемерной унификации некоторых видов деталей и первым стал внедрять стандартизацию резьб на винтах и гайках. Г. Модели начал выпускать наборы метчиков и плашек для нарезки резьб. До этого одинаковые винтовые пары метили, так как нельзя было обеспечить взаимозаменяемость деталей хотя производство винтов и гаек промышленным способом в Англии существовало с 1792 г.

Одним из учеников и продолжателей дела Г. Модели был Р. Робертс. Сначала он работал на заводе Вилкинсона, потом токарем и механиком у Модели в течение двух лет, а затем основал свое дело в Манчестере. Робертс улучшил токарный станок, расположил ходовой винт перед станиной (как и сейчас), добавил зубчатый перебор, ручки управления вынес на переднюю часть станка таким образом, что включение передачи, переключение и реверсирование осуществлялись очень просто. Станок использовали не только для нанесения резьб, но и для точения. Этот станок работал до 1909 г., на нем могли обрабатываться детали до 6 футов длиной и до 19 дюймов диаметром.

В 1817 г. Р. Роберте построил продольно-строгальный станок с ручным приводом. Заметим, кстати, что в довольно большом цехе Робертса в 1821 г., в котором было около дюжины станков, не было никакого двигателя и он нанимал трех человек, чтобы они приводили станки в движение вручную.

Крупная машинная индустрия Англии потребляла большое количество металла, что вызывало рост объема подлежащего обработке металла. Возникла необходимость увеличения числа металлообрабатывающих станков. Однако промышленный выпуск такого оборудования приводил к противоречию между методами его изготовления и целями его выпуска, ибо станки, предназначенные для механизации производства, выпускались еще вручную. Это противоречие могло быть разрешено созданием таких станков, которые были в состоянии механизировать обработку всех видов поверхностей, которые практически встречаются при конструировании машин. Примером такого решения служит, например, создание продольно-строгальных станков, применявшихся для обработки деталей,-- типа направляющих токарных станков. Таким образом, начало промышленного производства одного вида металлообрабатывающего оборудования влекло за собой создание других типов станков промышленного назначения. В первой половине XIX в. в Англии были созданы лоботокарные, токарно-карусельные, фрезерные, продольно- и поперечно-строгальные, сверлильные (включая радиально-сверлильные), резьбонарезные станки, паровой молот и другие машины.