Wann wurde die Maschine erstellt. Drehmaschine: Geschichte der Erfindung und moderne Modelle

Das 18. und 19. Jahrhundert waren geprägt von einem beispiellosen technologischen Aufschwung. Im Laufe von hundertfünfzig Jahren wurden viele geniale Erfindungen gemacht, neue Motorentypen geschaffen, neue Kommunikations- und Transportmittel erschlossen, verschiedenste Werkzeugmaschinen und Maschinen erfunden. In den meisten Branchen manuelle Arbeit wurde fast vollständig von der Maschine abgelöst. Die Geschwindigkeit, Verarbeitungsqualität und Arbeitsproduktivität sind um ein Dutzend Mal gestiegen. In entwickelten europäischen Ländern Tausende von großen Industrieunternehmen, gab es neue soziale Klassen - die Bourgeoisie und das Proletariat.

Handgezeichnete Spinnmaschine

Der industrielle Aufstieg wurde von großen gesellschaftlichen Veränderungen begleitet. Infolgedessen hatte sich Europa, ja die ganze Welt bis zum Ende des 19. Jahrhunderts bis zur Unkenntlichkeit verändert; das Leben der Menschen war überhaupt nicht mehr wie zu Beginn des 18. Jahrhunderts. Vielleicht zum ersten Mal in der Geschichte hat eine technologische Revolution alle Aspekte des menschlichen Lebens so sichtbar und deutlich beeinflusst.

Inzwischen ist der Beginn dieser großen Maschinenrevolution mit der Entstehung einer automatischen Spinnmaschine verbunden – der allerersten Maschine, die in der Produktion weit verbreitet war. Man kann sagen, dass sich die Spinnmaschine als Prototyp aller nachfolgenden Werkzeugmaschinen und Mechanismen herausstellte und ihre Erfindung daher in ihrer Bedeutung weit über den engen Rahmen von Textil und Spinnerei hinausging. In gewisser Weise symbolisierte ihr Erscheinen die Geburt der modernen Welt.

Barockes Fußspinnrad

Das Spinnen in der oben beschriebenen Form - mit Hilfe einer Handspindel und eines Spinnrades - existierte mehrere Jahrtausende und blieb während all dieser Zeit eine ziemlich komplizierte und zeitaufwändige Aufgabe. Die Hand des Spinners wurde bei monotonen Bewegungen des Ziehens, Drehens und Aufwickelns des Fadens schnell müde, die Arbeitsproduktivität war gering. Ein bedeutender Schritt in der Entwicklung des Spinnens erfolgte daher mit der Erfindung eines Handspinnrads, das erstmals im alten Rom auftauchte.

Bei dieser unkomplizierten Vorrichtung drehte das Rad a bei seiner Drehung mit Hilfe einer Endlosschnur ein Rad kleinerer Abmessungen d, auf dessen Achse eine Spindel b aufgesteckt war. Der Vorgang des Spinnens an einem Handspinnrad war wie folgt: Die rechte Hand drehte mit Hilfe eines Griffs das große Rad a, während die linke Hand, die einen Strang aus einem Faserbündel zog, den Faden entweder leitete schräg zur Spindel (dann verdreht und verdreht) oder unter einer geraden Linie Winkel (dann selbst, fertig, auf eine Spindel gewickelt).

Spinnrocken

Das nächste große Ereignis in der Geschichte des Spinnens war das Erscheinen des selbstspinnenden Rades (um 1530), dessen Erfinder der Steinmetz Jürgens aus Braunschweig genannt wird. Sein Spinnrad wurde durch die Beine in Bewegung gesetzt und befreite beide Hände des Arbeiters für die Arbeit.

Die Arbeit an einem selbstdrehenden Rad war wie folgt. Die Spindel 1 war fest mit dem Flyer 2 verbunden und erhielt Bewegung von dem unteren großen Rad 4. Letzteres war mit einem Block verbunden, der fest auf der Spindel montiert war. Spule 3, an deren einem Ende ein Block mit kleinerem Durchmesser befestigt war, wurde frei auf die Spindel aufgesetzt. Beide Blöcke wurden von demselben Rad 4 angetrieben, aber die mit dem größeren Block verbundene Spindel und der Flyer drehten sich langsamer als die mit dem kleineren Block verbundene Spule. Aufgrund der Tatsache, dass sich die Spule schneller drehte, wurde der Faden darauf gewickelt, und die Geschwindigkeit des gewickelten Fadens war gleich der Differenz zwischen den Geschwindigkeiten der Spindel und der Spule. Die Spinnerin zog mit der Hand die Fasern aus dem Wirtel und drehte sie teilweise mit den Fingern. Der Faden bewegt sich vor dem Eintritt in den Flyer entlang der Achse der Spindel. Gleichzeitig drehte es sich, das heißt, drehte sich und machte genau die gleiche Anzahl von Umdrehungen wie die Spindel. Nach Durchlaufen des Flyers 2 änderte der Faden die Richtung und ging bereits rechtwinklig zur Spindelachse auf die Spule. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Spinnrad ermöglichte ein selbstspinnendes Rad also, den Faden gleichzeitig zu ziehen, zu drehen und aufzuwickeln.

Das selbstdrehende Rad von Jürgens, 1530. Gesamtansicht und Schema seiner Teile

Selbstdrehendes Rad mit drei Fäden von Leonardo da Vinci

Aus dem Spinnprozess wurden hier bereits zwei Arbeitsgänge mechanisiert: das Zwirnen des Fadens und das Aufwickeln auf eine Spule, aber das Abziehen der Fasern vom Wirtel und deren teilweises Zwirnen erfolgte manuell. Das hat die ganze Arbeit stark verlangsamt. Inzwischen wurde im ersten Drittel des 18. Jahrhunderts ein verbesserter Kay-Webstuhl geschaffen, der es ermöglichte, die Webgeschwindigkeit deutlich zu erhöhen. Auf dem neuen Webstuhl konnte der flinke Weber so viel Garn weben, wie sechs erfahrene Spinner lieferten. Dadurch entstand ein Missverhältnis zwischen Spinnen und Weben. Die Weber begannen einen Mangel an Garn zu spüren, da die Spinner keine Zeit hatten, es in der richtigen Menge vorzubereiten. Garn wurde nicht nur sehr teuer, sondern es war oft unmöglich, es um jeden Preis überhaupt zu bekommen. Und die Märkte verlangten immer mehr Stoffe.

Mehrere Generationen von Mechanikern tüftelten vergebens darüber, wie man das Spinnrad verbessern könnte. Während des 17. und der ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts wurden mehrere Versuche unternommen, das selbstdrehende Rad mit zwei Spindeln auszustatten, um seine Effizienz zu steigern. Aber es war zu schwer, an einem solchen Spinnrad zu arbeiten, also verbreitete sich diese Idee nicht. Es war klar, dass das Spinnen auf mehreren Spindeln gleichzeitig nur möglich sein würde, wenn das eigentliche Ziehen der Fasern mechanisiert würde.

Teilweise löste diese schwierige Aufgabe der englische Mechaniker John White, der 1735 eine spezielle Absaugvorrichtung erfand. Laut Marx war es dieser Teil der Maschine, der den Beginn der industriellen Revolution bestimmte. Aus Geldmangel verkaufte White die Rechte an seiner bemerkenswerten Erfindung an den Unternehmer Lewis Paul, der sie 1738 zum Patent anmeldete. In der Maschine von Paul und White wurden menschliche Finger zuerst durch ein Paar "Zug"-Walzen ersetzt, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehten. Eine Walze hatte eine glatte Oberfläche, während die andere rau mit einer geriffelten Oberfläche oder mit Schlepptau gepolstert war. Bevor die Baumwollfasern jedoch in die Walzen der Maschine gelangen, mussten sie vorbehandelt werden – sie mussten parallel zueinander gelegt und ausgezogen werden. (Dies wurde als "Kämmen" der Baumwolle oder Kardieren bezeichnet.)

Pauls Kardierzylinder zum Kämmen von Garn, 1738

Paul und White versuchten, diesen Prozess zu mechanisieren und entwickelten eine spezielle Karde. Das Funktionsprinzip war wie folgt. Der Zylinder, der über die gesamte Oberfläche mit Haken ausgestattet ist, drehte sich in einer Nut, die auf seiner Innerhalb wurde mit Zähnen versehen. Die Baumwollfasern wurden zwischen dem Zylinder und dem Trog hindurchgeführt und so gekämmt.

Pauls Spinnmaschine

Danach wurde das Garn in Form eines dünnen Bandes in die Spinnmaschine eingeführt und hier zunächst in die Streckwalzen gezogen, dann in die Spindel, die sich schneller als die Walzen drehte, eingetragen und zu einem Faden verzwirnt. Das erste derartige Spinnrad wurde 1741 von Paul gebaut. Es war die erste Spinnmaschine der Geschichte.

Paul und White verbesserten ihre Maschine und begannen, das Garn durch mehrere Rollen zu führen. Sie drehten sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und zogen es zu einem dünneren Faden. Vom letzten Rollenpaar trat der Faden in die Spindel ein. 1742 baute White eine Maschine, die sich auf 50 Spindeln gleichzeitig drehte und von zwei Eseln angetrieben wurde. Wie die späteren Ereignisse zeigten, entpuppten sich die von ihm erfundenen Streckwalzen als äußerst erfolgreiche Innovation. Aber im Allgemeinen war sein Auto nicht weit verbreitet. Es war zu teuer und umständlich für einen einzelnen Handwerker. Auch in den Folgejahren war ein akuter Garnmangel zu spüren. Dieses Problem wurde teilweise erst nach der Entwicklung der Hargreaves-Spinnmaschine gelöst.

Hargreaves war Weber. Seine Frau machte Garn für ihn, und was sie an einem Tag spinnen konnte, war ihm nicht genug. Deshalb machte er sich viele Gedanken darüber, wie die Arbeit der Spinner beschleunigt werden könnte. Der Zufall kam ihm zu Hilfe. Eines Tages warf Jenny, die Tochter von Hargreaves, versehentlich ein Spinnrad um, aber ihr Rad drehte sich weiter und die Spindel spinnte weiter Garn, obwohl sie sich in einer vertikalen und nicht in einer horizontalen Position befand. Hargreaves machte sich diese Beobachtung sofort zunutze und baute 1764 eine Maschine mit acht vertikalen Spindeln und einem Rad. Er nannte das Auto "Jenny" nach dem Namen seiner Tochter. Sie brachte ihrem Schöpfer weder Geld noch Glück. Im Gegenteil, die Erfindung von Hargreaves sorgte für Aufruhr unter den Spinnern - sie sahen voraus, dass die Maschine sie arbeitslos machen würde. Eines Tages brach eine Bande aufgeregter Leute in Hargreaves Haus ein und zerstörte das Auto. Der Erfinder selbst und seine Frau entgingen nur knapp Repressalien. Aber das konnte die Verbreitung des Maschinenspinnens natürlich nicht aufhalten – nur wenige Jahre später wurde „Jenny“ von tausenden Handwerkern verwendet.

Hargreaves "Jenny" Spinnmaschine

Wie die Maschine von White erforderte "Jenny" eine Vorbehandlung der Baumwollfasern. Die Zurichtung des Fadens erfolgte hier aus einem Band aus gekämmter Baumwolle. Die Kolben mit dem Roving wurden auf einen geneigten Rahmen gelegt (die Neigung diente dazu, das Aufwickeln des Rovings zu erleichtern). Anstelle der Streckwalzen von White verwendete Hargreaves eine spezielle Presse, die aus zwei Holzblöcken bestand. Die Fäden des Vorgarns von den Kolben passierten eine Zugpresse und wurden an den Spindeln befestigt. Die Spindeln, auf die das fertige Garn gewickelt wurde, befanden sich auf einem festen Rahmen auf der linken Seite der Maschine. Am unteren Ende jeder Spindel befand sich ein Block, um den herum eine Antriebsschnur über die Trommel geworfen wurde. Diese Trommel befand sich vor allen Blöcken und Spindeln und wurde von einem großen Rad angetrieben, das von Hand gedreht wurde. So drehte das große Rad alle Spindeln.

Der Spinner bewegte mit einer Hand den Wagen der Ziehpresse und drehte mit der anderen das Rad, das die Spindeln in Bewegung setzte. Der Betrieb der Maschine bestand aus folgenden Vorgängen: Die Presse wurde geschlossen und von den Spindeln zurückgezogen - dadurch wurde der Faden herausgezogen. Gleichzeitig drehte der Spinner das Rad, es setzte die Spindeln in Bewegung und sie drehten den Faden. Am Ende des Rückzugs hielt der Schlitten an und die Spindeln drehten sich weiter, wodurch eine zusätzliche Verdrehung erfolgte. Danach wurde der Schlitten zu den Spindeln zurückgeführt, alle Fäden wurden mit einem speziellen Draht leicht gebogen, damit sie in die Wickelposition kamen. Beim Rückhub des Schlittens bei offener Presse wurden die Fäden durch deren Drehung um die Spindeln gewickelt.

Die Zugpresse von Hargreaves ersetzte im Wesentlichen die Hand des Arbeiters. Die ganze Arbeit bestand im Wesentlichen aus drei Bewegungen: das Antriebsrad drehen, den Schlitten in einer geraden Linie hin und her bewegen und den Draht biegen. Mit anderen Worten, der Mensch spielte nur die Rolle einer treibenden Kraft, und daher wurde es in Zukunft möglich, den Arbeiter durch andere, dauerhaftere und leistungsfähigere Energiequellen zu ersetzen. Die bemerkenswerte Bedeutung der Erfindung von Hargreaves bestand darin, dass sie die Wartung mehrerer Spindeln durch einen Arbeiter ermöglichte. Seine allererste Maschine hatte nur acht Spindeln. Dann erhöhte er ihre Zahl auf 16. Aber schon zu Lebzeiten von Hargreaves tauchten „Jenny“-Maschinen mit 80 Spindeln auf. Diese Maschinen konnten nicht mehr von einem Arbeiter angetrieben werden und wurden an einen Wassermotor angeschlossen. Aufgrund der Einfachheit des Designs und der geringen Kosten sowie der Möglichkeit, einen manuellen Antrieb zu verwenden, hat sich "Jenny" weit verbreitet. In den 90er Jahren des 18. Jahrhunderts gab es in England bereits mehr als 20.000 „Jenny“-Spinnräder. Die meisten von ihnen gehörten einzelnen Webern. Der kleinste von ihnen erledigte die Arbeit von sechs oder acht Arbeitern. Es war die erste Maschine in der Geschichte, die in Massenproduktion hergestellt wurde.

Die Hargreaves-Maschine half in gewissem Maße, die Spinnerei zu überwinden und trug zu einem kräftigen Produktionsanstieg in England bei, aber sie war immer noch nicht ganz das, was benötigt wurde. Die Abgasanlage „Jenny“ erwies sich als unvollkommen. Aufgrund unzureichender Verstreckung erwies sich das Garn als dünn, aber schwach. Für eine größere Festigkeit des Gewebes mussten Weber dem Garn Leinenfäden hinzufügen.

Eine erfolgreichere Maschine wurde bald von Arkwright entwickelt. Es war eine Kombination von Whites Auspuffmechanismus mit dem Dreh- und Wickelapparat von Jürgens' selbstdrehendem Rad. Von Beruf war Arkwright Friseur in Bolton, England. Die meisten seiner Kunden waren kleine Spinner und Weber. Eines Tages sah Arkwright, wie die Weber darüber sprachen, dass das Leinen aus Leinenfäden gewebt wurde, die mit Baumwollfäden durchsetzt waren, da die Hargreaves-Maschine nicht viel Garn liefern konnte und ihre Fäden nicht ausreichend stark waren. Kurz darauf besorgte sich Arkwright eine Jenny-Maschine, studierte sie und war überzeugt, dass er eine andere bauen könnte, die sich schneller und feiner drehen würde. Er machte sich an die Arbeit, und tatsächlich gelang es ihm, ein Spinnrad zu bauen, das alle Vorgänge vollautomatisch durchführte. Der Spinner musste nur dafür sorgen, dass genug Material in die Maschine kam und die gerissenen Fäden verbinden.

Arkwrights Spinnmaschine, 1769

Die Arbeit an der Arkwright-Maschine verlief wie folgt: Das Antriebsrad drehte die Spindeln mit Flyern. Das aus Baumwolle vorgefertigte Roving befand sich auf Kolben, die auf einer horizontalen Welle an der Spitze des Webstuhls platziert wurden. Das Rovingband aus Baumwollfasern trat in die Streckwalzen ein, die sich vor den Kolben befanden. Bei jedem Paar war die untere Walze aus Holz, gewellt und die obere mit Leder überzogen. Jedes nachfolgende Walzenpaar drehte sich schneller als das vorherige. Die oberen Walzen wurden durch Gewichte gegen die unteren gedrückt. Der längliche Faden kam aus dem letzten Rollenpaar, wurde durch die Haken des Flyers geführt und um die Spindel gewickelt. Um die Verzögerung der Spulen, die auf den Spindeln sitzen, von den Flyern zu bekommen, wurden die Spulen etwas verzögert, indem eine Schnur durch die Rillen der Riemenscheiben an der Unterseite jeder Spule geführt wurde. Als Ergebnis wurden Fäden von einer solchen Festigkeit erhalten, dass es fortan möglich war, Stoffe aus reiner Baumwolle ohne Beimischung von Leinen herzustellen. Bei der beschriebenen Maschine wurde das Prinzip der Arbeitskontinuität vollständig umgesetzt, daher wurde sie als Wassermaschine bezeichnet.

Arkwright war nicht nur ein erfolgreicher Erfinder, sondern auch ein kluger Geschäftsmann. In einer Gemeinschaft mit zwei Kaufleuten baute er eine eigene Spinnerei und eröffnete 1771 eine zweite Fabrik in Cromford, in der alle Maschinen von einem Wasserrad angetrieben wurden. Bald wuchs die Fabrik zu der Größe großes Unternehmen. 1779 hatte es mehrere tausend Spindeln und beschäftigte 300 Arbeiter. Ohne hier anzuhalten, gründete Arkwright mehrere weitere Fabriken in verschiedenen Teilen Englands. 1782 beschäftigte er bereits 5.000 Arbeiter und sein Kapital wurde auf 200.000 Pfund Sterling geschätzt.

Arkwright arbeitete weiterhin an neuen Maschinen, die den gesamten Garnverarbeitungsprozess mechanisieren würden. 1775 erhielt er ein Patent für mehrere Hilfsmechanismen auf einmal. Die wichtigsten waren: eine Karde, ein beweglicher Kamm, eine Vorspinnmaschine und eine Zuführvorrichtung. Die Karde bestand aus drei Trommeln und diente zum Kämmen von Baumwolle. (Dies war eine Verbesserung gegenüber Whites Maschine.) Als Zusatz zur Karde wurde ein beweglicher Kamm verwendet - sie entfernten die gekämmte Baumwolle von den Trommeln. Die Vorgarnmaschine verwandelte die gekämmte Baumwolle in ein zylindrisches Vorgarn, das für die Verarbeitung auf der Spinnmaschine bereit war. Der Feeder war eine bewegliche Bahn, die Baumwolle zur Verarbeitung an die Karde lieferte.

In den folgenden Jahren wurde Arkwrights Ruhm von Vorwürfen überschattet, die Erfindungen anderer Leute gestohlen zu haben. Eine Reihe von Gerichtsverfahren hat gezeigt, dass alle von ihm patentierten Maschinen nicht wirklich von ihm erfunden wurden. Es stellte sich also heraus, dass die Wasserspinnmaschine von dem Uhrmacher John Kay erfunden wurde, die Kartenmaschine von Daniel Born erfunden wurde, das Kraftgerät von John Lees erfunden wurde. 1785 wurden alle Patente von Arkwright annulliert, aber zu diesem Zeitpunkt war er bereits einer der reichsten englischen Hersteller geworden.

1772 baut der Mechaniker Wood eine Maschine, bei der die Absaugvorrichtung stationär ist und sich die Spindeln bewegen, d. Hier nimmt das Band als Arbeitsgegenstand eine passive Position ein und die Spindel (Arbeitswerkzeug) wird weitgehend aktiviert. Die stillstehende Ziehpresse schließt und öffnet, und die Spindeln drehen sich nicht nur, sondern bewegen sich auch.

Woods Wagen "Billy" (Mitte 18. Jahrhundert)

Der letzte Punkt bei der Schaffung einer universellen Spinnmaschine wurde von dem Weber Samuel Crompton gesetzt, der die sogenannten Maultiere erschuf. Es kombinierte die Prinzipien der "Jenny" und der Wassermaschine von Arkwright.

Cromptons Maultiere 1774-1779: 1 - Antriebsriemenscheibe; 2, 3 - angetriebene Riemenscheiben; 4 - Wagen; 5 - System von Hauben und Blöcken; 6 - Trommel; 7 - Spindeln; 8 - Walze; 9 - Hebel; 10 - Spulen; 11 - Faden

Anstelle der Hargreaves-Presse verwendete Crompton Zugwalzen. Außerdem wurde eine Kutsche eingeführt, die sich hin und her bewegte. Spindeln wurden auf dem Schlitten platziert. Als sich der Schlitten mit den Spindeln von den Rollen wegbewegte, zogen die Spindeln noch mehr heraus und verdrehten den Faden. Als sich der Schlitten den Rollen näherte, drehte sich der Faden und wickelte sich um die Spindel. Während die Wassermaschine starkes, aber grobes Garn und die Jenny feines, aber schwaches Garn produzierte, produzierten Cromptons Maultiere starkes, aber feines Garn.

Lesen und Schreiben nützlich

Derzeit ist die Drehmaschine weithin bekannt. Die Geschichte seiner Entstehung beginnt in den 700er Jahren n. Chr. Die ersten Modelle wurden für die Holzbearbeitung verwendet, 3 Jahrhunderte später wurde eine Einheit für die Bearbeitung von Metallen geschaffen.

Erste Erwähnungen

In den 700er Jahren n. Chr. Es entstand eine Einheit, die teilweise einer modernen Drehbank ähnelt. Die Geschichte seiner ersten erfolgreichen Markteinführung beginnt mit der Bearbeitung von Holz durch die Rotationsmethode des Werkstücks. Kein einziges Teil der Installation war aus Metall. Daher ist die Zuverlässigkeit solcher Geräte ziemlich gering.

Zu dieser Zeit hatte eine Drehmaschine einen geringen Wirkungsgrad. Die Produktionsgeschichte wurde nach den erhaltenen Zeichnungen und Zeichnungen wiederhergestellt. Zum Abwickeln des Werkstücks waren 2 kräftige Lehrlinge erforderlich. Die Genauigkeit der resultierenden Produkte ist gering.

Informationen über Installationen, die vage einer Drehbank ähneln, reichen bis 650 v. Chr. zurück. e. Diese Maschinen hatten jedoch nur das Verarbeitungsprinzip gemeinsam – das Rotationsverfahren. Der Rest der Knoten war primitiv. Das Werkstück wurde im wahrsten Sinne des Wortes in Bewegung gesetzt. Sklavenarbeit wurde eingesetzt.

Die im 12. Jahrhundert entstandenen Modelle hatten bereits den Anschein eines Antriebs und konnten ein vollwertiges Produkt erhalten. Allerdings gab es noch keine Werkzeughalter. Daher war es zu früh, um über die hohe Genauigkeit des Produkts zu sprechen.

Das Gerät der ersten Modelle

Die alte Drehmaschine spannte das Werkstück zwischen den Spitzen ein. Die Rotation wurde von Hand nur für wenige Umdrehungen durchgeführt. Der Schnitt wurde mit einem stationären Werkzeug durchgeführt. Ein ähnliches Verarbeitungsprinzip ist in modernen Modellen vorhanden.

Als Antrieb zum Drehen des Werkstücks verwendeten die Handwerker: Tiere, einen Bogen mit Pfeilen, die mit einem Seil an das Produkt gebunden waren. Einige Handwerker bauten für diese Zwecke eine Art Wassermühle. Aber es gab keine signifikante Leistungssteigerung.

Die erste Drehmaschine hatte Holzteile, und mit zunehmender Anzahl von Knoten ging die Zuverlässigkeit des Geräts verloren. Wassergeräte verloren aufgrund der Komplexität der Reparatur schnell an Relevanz. Erst im 14. Jahrhundert tauchte der einfachste Antrieb auf, der den Verarbeitungsprozess stark vereinfachte.

Frühe Antriebsmechanismen

Von der Erfindung der Drehmaschine bis zur Implementierung des einfachsten Antriebsmechanismus vergingen mehrere Jahrhunderte. Sie können es sich in Form einer Stange vorstellen, die mittig am Rahmen oben auf dem Werkstück befestigt ist. Ein Ende der Ochepa wird mit einem Seil gebunden, das um das Werkstück gewickelt wird. Die zweite wird mit einem Fußpedal fixiert.

Dieser Mechanismus funktionierte erfolgreich, konnte jedoch nicht die erforderliche Leistung erbringen. Das Funktionsprinzip wurde auf den Gesetzen der elastischen Verformung aufgebaut. Beim Treten des Pedals wurde das Seil gespannt, die Stange verbogen und erheblich belastet. Letzterer wurde auf das Werkstück übertragen und setzte es in Bewegung.

Nachdem das Produkt 1 oder 2 Umdrehungen gedreht wurde, wurde die Stange gelöst und erneut gebogen. Mit einem Pedal regulierte der Meister den Dauerbetrieb des Oches und zwang das Werkstück, sich kontinuierlich zu drehen. Gleichzeitig waren die Hände mit dem Werkzeug beschäftigt, das Holz zu verarbeiten.

Dieser einfachste Mechanismus wurde von den folgenden Versionen der Maschinen geerbt, die bereits einen Kurbelmechanismus hatten. Mechanische Nähmaschinen des 20. Jahrhunderts hatten in der Folge eine ähnliche Antriebskonstruktion. Auf Drehmaschinen erreichten sie mit Hilfe einer Kurbel eine gleichmäßige Bewegung in eine Richtung.

Aufgrund der gleichmäßigen Bewegung des Meisters begannen sie, Produkte mit der richtigen zylindrischen Form zu erhalten. Das einzige, was fehlte, war die Steifigkeit der Knoten: Zentren, Werkzeughalter, Antriebsmechanismus. Halter von Schneidezähnen bestanden aus Holz, was dazu führte, dass sie während der Verarbeitung ausgewrungen wurden.

Aber trotz der aufgeführten Mängel wurde es möglich, sogar kugelförmige Teile herzustellen. Die Metallbearbeitung war immer noch ein schwieriger Prozess. Sogar weiche Legierungen waren einem echten Drehen durch Rotation nicht zugänglich.

Eine positive Veränderung in der Konstruktion von Werkzeugmaschinen war die Einführung der Vielseitigkeit in der Bearbeitung: Bereits auf einer Maschine wurden Werkstücke unterschiedlicher Durchmesser und Längen bearbeitet. Dies wurde durch verstellbare Halter und Zentrierspitzen erreicht. Große Teile erforderten jedoch erhebliche physische Kosten für den Master, um die Rotation zu implementieren.

Viele Handwerker haben ein Schwungrad aus Gusseisen und anderen schweren Materialien angepasst. Die Nutzung der Trägheits- und Schwerkraft erleichterte die Arbeit des Handlers. Jedoch industrieller Maßstab war noch schwer zu erreichen.

Metallteile

Die Hauptaufgabe der Erfinder von Werkzeugmaschinen bestand darin, die Steifigkeit der Knoten zu erhöhen. Der Beginn der technischen Umrüstung war der Einsatz von Metallspitzen, die das Werkstück spannen. Später wurden bereits Zahnräder aus Stahlteilen eingeführt.

Metallersatzteile ermöglichten die Herstellung von Schraubenschneidemaschinen. Die Steifigkeit reichte für die Verarbeitung bereits aus weiche Metalle. Schrittweise verbesserte einzelne Knoten:

• Werkstückhalter, später Haupteinheit genannt - die Spindel;
• Die konischen Anschläge waren mit einstellbaren Mechanismen zum Ändern der Position entlang der Länge ausgestattet.
• Die Arbeit an der Drehmaschine wurde mit der Erfindung des Metallwerkzeughalters einfacher, aber es war eine konstante Spanabfuhr bei gleichzeitiger Steigerung der Produktivität erforderlich.
• Das gusseiserne Bett erhöhte die Steifigkeit der Struktur, wodurch Teile mit beträchtlicher Länge bearbeitet werden konnten.

Mit der Einführung von Metallknoten wird es schwieriger, das Werkstück abzuwickeln. Die Erfinder dachten darüber nach, einen vollwertigen Antrieb zu schaffen, der die menschliche Handarbeit eliminieren wollte. Das Übertragungssystem half bei der Umsetzung des Plans. Dampfmaschine wurde zuerst für rotierende Werkstücke angepasst. Vorangegangen war eine Wassermaschine.

Die Gleichmäßigkeit der Bewegung des Schneidwerkzeugs wurde durch ein Schneckengetriebe mit einem Griff ausgeführt. Dies führte zu einer saubereren Oberfläche des Teils. Wechselblöcke ermöglichten universelle Arbeiten auf einer Drehmaschine. Mechanisierte Strukturen haben sich im Laufe der Jahrhunderte verbessert. Aber bis heute basiert das Funktionsprinzip von Knoten auf den ersten Erfindungen.

Wissenschaftler Erfinder

BEIM dieser Moment Beim Kauf einer Drehmaschine werden zunächst die technischen Daten analysiert. Sie bieten die wichtigsten Möglichkeiten in Verarbeitung, Abmessungen, Steifigkeit, Produktionsgeschwindigkeit. Früher wurden bei der Modernisierung von Nodes nach und nach Parameter eingeführt, nach denen die Modelle miteinander verglichen wurden.

Die Klassifizierung von Maschinen half, den Perfektionsgrad einer bestimmten Maschine zu beurteilen. Nach Auswertung der gesammelten Daten modernisierte der heimische Erfinder aus der Zeit Peters des Großen die Vorgängermodelle. Seine Idee war eine echte mechanisierte Maschine, mit der Sie produzieren können Verschiedene Arten Bearbeitung von Rotationskörpern, Gewindeschneiden.

Ein Plus in Nartovs Design war die Möglichkeit, die Rotationsgeschwindigkeit des beweglichen Zentrums zu ändern. Sie stellten auch austauschbare Getriebeblöcke zur Verfügung. Aussehen Die Maschine und das Gerät ähneln einer modernen einfachen Drehmaschine TV3, 4, 6. Moderne Bearbeitungszentren haben ähnliche Knoten.

Im 18. Jahrhundert führte Andrey Nartov den selbstfahrenden Messschieber in die Welt ein. gleichmäßige Bewegung des Werkzeugs übertragen. Henry Maudsley, ein englischer Erfinder, führte gegen Ende des Jahrhunderts seine Version des wichtigen Knotens ein. In seiner Konstruktion wurde die Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit der Achsen aufgrund der unterschiedlichen Gewindesteigung der Leitspindel durchgeführt.

Hauptknoten

Drehmaschinen sind ideal zum Drehen von 3D-Teilen. Eine Übersicht über eine moderne Maschine enthält die Parameter und Eigenschaften der Hauptkomponenten:

• Das Bett ist das Hauptbelastungselement, der Rahmen der Maschine. Hergestellt aus strapazierfähigem und harte Legierungen, wird überwiegend Perlit verwendet.
• Bremssattel - eine Insel zur Montage rotierender Werkzeugköpfe oder eines statischen Werkzeugs.
• Spindel - dient als Werkstückhalter. Der wichtigste mächtige Rotationsknoten.
• Zusatzkomponenten: Kugelgewindetriebe, Gleitachsen, Schmiereinrichtungen, Kühlmittelzufuhr, Luftabsaugung aus dem Arbeitsraum, Kühler.

Eine moderne Drehmaschine enthält Antriebssysteme, die aus einer komplexen Steuerelektronik und einem Motor, oft einem Synchronmotor, bestehen. Zusätzliche Optionen ermöglichen es Ihnen, Späne aus dem Arbeitsbereich zu entfernen, das Werkzeug zu messen und Kühlmittel unter Druck direkt an den Schnittbereich zu liefern. Die Mechanik der Maschine wird individuell für die Aufgaben der Produktion ausgewählt, und auch die Kosten der Ausrüstung hängen davon ab.

Der Bremssattel enthält Knoten zur Aufnahme von Lagern, die auf einem Kugelgewindetrieb (Kugelgewindetriebpaar) montiert sind. Außerdem sind darauf Elemente zum Kontakt mit den Gleitführungen montiert. Die Schmierung in modernen Maschinen wird automatisch zugeführt, der Füllstand im Tank wird kontrolliert.

Bei den ersten Drehmaschinen wurde die Bewegung des Werkzeugs von einer Person ausgeführt, er wählte die Bewegungsrichtung. Bei modernen Modellen werden alle Manipulationen vom Controller ausgeführt. Die Erfindung eines solchen Knotens dauerte mehrere Jahrhunderte. Die Elektronik hat die Möglichkeiten der Verarbeitung stark erweitert.

Steuerung

In letzter Zeit sind CNC-Metalldrehmaschinen weit verbreitet - mit numerischer Steuerung. Die Steuerung steuert den Schneidprozess, überwacht die Position der Achsen, berechnet die Bewegung gemäß den eingestellten Parametern. Der Speicher speichert mehrere Schnittstufen bis zum Ausgang des fertigen Teils.

Metall-CNC-Drehmaschinen können eine Visualisierung des Prozesses haben, die hilft, das geschriebene Programm zu überprüfen, bevor sich das Werkzeug bewegt. Der gesamte Schnitt ist virtuell einsehbar und Codefehler können rechtzeitig korrigiert werden. Moderne Elektronik regelt die Achslast. letzte Version Software ermöglichen es Ihnen, ein defektes Werkzeug zu identifizieren.

Die Technik zur Überwachung gebrochener Einsätze an einem Halter basiert auf einem Vergleich der Achsbelastungskurve während des normalen Betriebs und beim Überschreiten der Notfallschwelle. Die Verfolgung erfolgt im Programm. Informationen zur Analyse werden der Steuerung von einem Antriebssystem oder einem Leistungssensor mit der Fähigkeit zur Digitalisierung von Werten zugeführt.

Positionssensoren

Die ersten Maschinen mit Elektronik hatten Endschalter mit Mikroschaltern zur Kontrolle der Endlagen. Später wurden Encoder am Propeller installiert. Derzeit werden hochpräzise Lineale verwendet, die ein Spiel von mehreren Mikrometern messen können.

Ausgestattet mit kreisförmigen Sensoren und Rotationsachsen. kontrolliert werden konnte. Dies ist erforderlich, um die Fräsfunktionen umzusetzen, die vom angetriebenen Werkzeug ausgeführt wurden. Letzteres wurde oft in den Turm eingebaut.

Die Werkzeugintegrität wird mit elektronischen Sonden gemessen. Sie erleichtern auch das Auffinden von Ankerpunkten zum Starten des Schneidzyklus. Die Messtaster können die Geometrie der erhaltenen Konturen des Teils nach der Bearbeitung messen und automatisch Korrekturen vornehmen, die in der Nachbearbeitung enthalten sind.

Das einfachste moderne Modell

Drehmaschine TV 4 bezieht sich auf pädagogische Modelle mit dem einfachsten Antriebsmechanismus. Die gesamte Steuerung erfolgt manuell.

Griffe:

• stellen Sie die Position des Werkzeugs relativ zur Rotationsachse ein;
• stellen Sie die Einfädelrichtung rechts oder links ein;
• dienen zur Drehzahländerung des Hauptantriebs;
• bestimmen Sie die Gewindesteigung;
• Längsbewegung des Werkzeugs beinhalten;
• sind für die Befestigung der Knoten verantwortlich: der Reitstock und seine Federn, Köpfe mit Schneidezähnen.

Schwungräder bewegen Knoten:

• Reitstockpinole;
• Längswagen.

Das Design sieht einen Beleuchtungskreis für den Arbeitsbereich vor. Eine Schutzscheibe in Form eines Schutzgitters schützt Werker vor Spänen. Das Design der Maschine ist kompakt, was den Einsatz in Klassenzimmern und Diensträumen ermöglicht.

Die Schraubdrehmaschine TV4 gehört zu einfachen Konstruktionen, bei denen alle notwendigen Komponenten einer vollwertigen Konstruktion für die Metallbearbeitung vorhanden sind. Die Spindel wird über ein Getriebe angetrieben. Das Werkzeug ist auf einem Bremssattel mit mechanischem Vorschub montiert, der von einem Propellerpaar angetrieben wird.

Maße

Spindelsteuerungen Asynchronmotor. Die maximale Größe des Werkstücks kann im Durchmesser sein:

• nicht mehr als 125 mm, wenn die Bearbeitung über dem Bremssattel erfolgt;
• nicht mehr als 200 mm, wenn über dem Bett verarbeitet wird.

Die Länge des in den Zentren eingespannten Werkstücks beträgt nicht mehr als 350 mm. Die montierte Maschine wiegt 280 kg, die maximale Spindeldrehzahl beträgt 710 U/min. Diese Drehzahl ist entscheidend für das Schlichten. Die Stromversorgung erfolgt über ein 220-V-Netz mit einer Frequenz von 50 Hz.

Modellmerkmale

Das Getriebe der TV4-Maschine ist über einen Keilriemenantrieb mit dem Spindelmotor verbunden. Auf der Spindel wird die Drehung von der Box durch eine Reihe von Zahnrädern übertragen. Die Drehrichtung des Werkstücks lässt sich einfach durch Phaseneinstellung des Hauptmotors ändern.

Die Gitarre wird verwendet, um die Drehung von der Spindel auf die Bremssättel zu übertragen. Es können 3 Vorschübe umgeschaltet werden. Dementsprechend werden drei verschiedene Arten von metrischen Gewinden geschnitten. Die Glätte und Gleichmäßigkeit des Verlaufs wird durch die Leitspindel gewährleistet.

Die Griffe legen die Drehrichtung des Propellerpaares des Spindelstocks fest. Die Griffe stellen auch die Vorschubgeschwindigkeiten ein. Der Bremssattel bewegt sich nur in Längsrichtung. Aggregate sind nach Maschinenvorschriften manuell zu schmieren. Zahnräder hingegen nehmen Fett aus dem Bad auf, in dem sie arbeiten.

Die Maschine hat die Fähigkeit, manuell zu arbeiten. Dazu werden Schwungräder verwendet. Die Zahnstange und das Ritzel kämmen mit der Zahnstange und dem Ritzel. Letzterer ist mit dem Rahmen verschraubt. Diese Konstruktion ermöglicht es, falls erforderlich, eine manuelle Steuerung der Maschine einzubeziehen. Ein ähnliches Schwungrad wird verwendet, um die Reitstockpinole zu bewegen.

Die Geschichte datiert die Erfindung der Drehbank auf 650. BC e. Die Maschine bestand aus zwei koaxial angeordneten Spitzen, zwischen denen ein Werkstück aus Holz, Knochen oder Horn eingespannt wurde. Ein Sklave oder Lehrling drehte das Werkstück (eine oder mehrere Umdrehungen in eine Richtung, dann in die andere). Der Meister hielt den Meißel in seinen Händen und drückte ihn hinein richtiger Ort zum Werkstück, entfernt die Späne und gibt dem Werkstück die gewünschte Form. Später wurde, um das Werkstück in Bewegung zu setzen, ein Bogen mit schwach gespannter (durchhängender) Sehne verwendet. Die Bogensehne wurde um den zylindrischen Teil des Werkstücks gewickelt, so dass sie eine Schleife um das Werkstück bildete. Wenn sich der Bügel in die eine oder andere Richtung bewegt, ähnlich wie die Bewegung der Säge beim Sägen eines Baumstamms, macht das Werkstück mehrere Umdrehungen um seine Achse, zuerst in die eine Richtung und dann in die andere Richtung. Im XIV. - XV. Jahrhundert waren fußbetriebene Drehbänke üblich. Der Fußantrieb bestand aus einer Öse - einer elastischen Stange, die über der Maschine freitragend war. Am Ende der Stange wurde eine Schnur befestigt, die eine Windung um das Werkstück gewickelt und mit ihrem unteren Ende am Pedal befestigt wurde. Wenn das Pedal gedrückt wurde, wurde die Saite gedehnt, wodurch das Werkstück gezwungen wurde, ein oder zwei Umdrehungen zu machen, und die Stange sich zu biegen. Beim Loslassen des Pedals richtete sich die Stange auf, zog die Schnur nach oben und das Werkstück machte die gleichen Drehungen in die andere Richtung. Um 1430 wurde anstelle der Öse ein Mechanismus verwendet, der aus einem Pedal, einer Pleuelstange und einer Kurbel bestand und so einen Antrieb erhielt, der dem im 20. Jahrhundert üblichen Fußantrieb einer Nähmaschine ähnelte. Seitdem erfährt das Werkstück auf einer Drehmaschine statt einer oszillierenden Bewegung während des gesamten Drehvorgangs eine Drehung in eine Richtung. Um 1500 hatte die Drehbank bereits stählerne Spitzen und eine Lünette, die beliebig zwischen den Spitzen befestigt werden konnte.

Auf solchen Maschinen wurden recht komplexe Teile bearbeitet, die Rotationskörper bis hin zur Kugel waren. Doch der Antrieb der damals existierenden Werkzeugmaschinen war für die Metallbearbeitung zu leistungsschwach, und der Kraftaufwand der Hand, die den Fräser hielt, reichte nicht aus, um große Späne vom Werkstück zu entfernen. Infolgedessen erwies sich die Metallverarbeitung als unwirksam. Die Hand des Arbeiters musste durch einen speziellen Mechanismus und die Muskelkraft, die die Maschine in Bewegung setzt, durch einen stärkeren Motor ersetzt werden. Das Erscheinen des Wasserrads führte zu einer Steigerung der Arbeitsproduktivität und hatte gleichzeitig eine starke revolutionäre Wirkung auf die Entwicklung der Technologie. Und ab der Mitte des XIV. Jahrhunderts. Wasserantriebe begannen sich in der Metallverarbeitung auszubreiten. Mitte des 16. Jahrhunderts erfand Jacques Besson (gest. 1569) eine Drehbank zum Schneiden von zylindrischen und konischen Schrauben. Zu Beginn des 18. Jahrhunderts erfand Andrei Konstantinowitsch Nartow (1693-1756), ein Mechaniker von Peter dem Großen, eine originelle Dreh-, Kopier- und Schraubenschneidemaschine mit einem mechanisierten Bremssattel und einem Satz auswechselbarer Zahnräder. Um wirklich zu verstehen globale Bedeutung diesen Erfindungen zurück zur Entwicklung der Drehbank. Im 17. Jahrhundert Drehmaschinen entstanden, bei denen das Werkstück nicht mehr durch die Muskelkraft des Drechslers, sondern mit Hilfe eines Wasserrades in Bewegung gesetzt wurde, der Fräser aber nach wie vor in der Hand des Drechslers gehalten wurde. Zu Beginn des 18. Jahrhunderts. Drehmaschinen wurden zunehmend zum Schneiden von Metallen und nicht von Holz verwendet, und daher ist das Problem der starren Befestigung des Schneidwerkzeugs und seiner Bewegung entlang der Oberfläche des zu bearbeitenden Tisches sehr relevant. Und zum ersten Mal wurde das Problem eines selbstfahrenden Bremssattels erfolgreich gelöst Kopierer AK Nartova im Jahr 1712

Die Erfinder gingen lange Zeit auf die Idee der mechanisierten Bewegung des Schneidwerkzeugs ein. Zum ersten Mal trat dieses Problem besonders akut auf, wenn technische Probleme wie das Einfädeln, das Aufbringen komplexer Muster auf Luxusgüter, die Herstellung von Zahnrädern usw. gelöst wurden. Um beispielsweise einen Faden auf einem Schaft zu erhalten, wurden zunächst Markierungen angebracht, für die ein Papierband der erforderlichen Breite auf den Schaft gewickelt wurde, an dessen Rändern eine Kontur des zukünftigen Fadens angebracht wurde. Nach dem Markieren wurde das Gewinde manuell mit einer Feile abgelegt. Ganz zu schweigen von der Umständlichkeit eines solchen Verfahrens ist es sehr schwierig, auf diese Weise eine zufriedenstellende Fadenqualität zu erhalten. Und die Narts lösten nicht nur das Problem der Mechanisierung dieser Operation, sondern in den Jahren 1718-1729. Ich habe das Layout selbst verbessert. Der Kopierfinger und der Bremssattel wurden von der gleichen Leitspindel angetrieben, jedoch mit unterschiedlichen Schneidschritten unter dem Schneider und unter dem Kopierer. Somit wurde eine automatische Bewegung des Bremssattels entlang der Achse des zu bearbeitenden Werkstücks sichergestellt. Zwar gab es noch keinen Quervorschub, stattdessen wurde die Schwinge des „Kopierer-Rohling“-Systems eingeführt. Daher wurde die Arbeit an der Erstellung des Bremssattels fortgesetzt. Die Tula-Mechaniker Aleksey Surnin und Pavel Zakhava haben ihren eigenen Bremssattel entwickelt. Ein perfekteres Bremssatteldesign, das der Moderne nahe kommt, wurde vom englischen Werkzeugmaschinenhersteller Maudsley entwickelt, aber A. K. Nartov bleibt der Erste, der einen Weg findet, dieses Problem zu lösen. Im Allgemeinen ist das Schneiden von Schrauben lange Zeit eine schwierige technische Aufgabe geblieben, da es hohe Präzision und Geschicklichkeit erforderte. Mechaniker haben lange darüber nachgedacht, wie sie diesen Vorgang vereinfachen können. Bereits 1701 wurde in der Arbeit von C. Plume eine Methode zum Schneiden von Schrauben mit einem primitiven Bremssattel beschrieben. Dazu wurde ein Stück Schraube als Schaft an das Werkstück gelötet. Die Steigung der gelöteten Schraube musste gleich der Steigung der am Werkstück zu schneidenden Schraube sein. Dann wurde das Werkstück in den einfachsten abnehmbaren Holzspindelstock eingebaut; Der Spindelstock stützte den Körper des Werkstücks, und eine gelötete Schraube wurde in die Rückseite eingesetzt. Beim Drehen der Schraube wurde das Holznest des Reitstocks in Form einer Schraube zerdrückt und diente als Mutter, wodurch sich das gesamte Werkstück in Richtung Spindelstock bewegte. Der Vorschub pro Umdrehung war so, dass der feste Schneider die Schraube mit der erforderlichen Steigung schneiden konnte. Eine ähnliche Art von Gerät befand sich auf der Schraubendrehmaschine von 1785, die der unmittelbare Vorgänger der Maudsley-Maschine war. Dabei wurde das Gewinde, das als Vorbild für die herzustellende Schraube diente, direkt auf die Spindel aufgebracht, die das Werkstück hielt und in Rotation versetzte. (Die Spindel wird die rotierende Welle einer Drehmaschine mit einer Vorrichtung zum Spannen des Werkstücks genannt.) Dadurch wurde es möglich, die Schrauben maschinell zu schneiden: Der Arbeiter drehte das Werkstück, das aufgrund des Gewindes der Spindel genau wie in die Plume-Vorrichtung, begann sich relativ zu einem festen Meißel zu bewegen, den der Arbeiter an einem Stock hielt. Auf diese Weise wurde ein Gewinde erhalten, das genau dem Gewinde der Spindel entsprach. Allerdings hing hier die Genauigkeit und Geradheit der Bearbeitung allein von der Kraft und Härte der Hand des Werkers ab, der das Werkzeug führte. Dies war eine große Unannehmlichkeit. Außerdem betrug das Gewinde an der Spindel nur 8-10 mm, wodurch nur sehr kurze Schrauben geschnitten werden konnten.

Zweite Hälfte des 18. Jahrhunderts in der Werkzeugmaschinenindustrie war geprägt von einer starken Zunahme des Umfangs zerspanender Werkzeugmaschinen und der Suche nach einem zufriedenstellenden Schema für eine universell einsetzbare Drehmaschine. 1751 baute J. Vaucanson in Frankreich eine Maschine, die nach ihren technischen Daten bereits wie eine Universalmaschine aussah. Es bestand aus Metall, hatte einen starken Rahmen, zwei Metallzentren, zwei V-förmige Führungen und einen Kupfersattel, der eine mechanisierte Bewegung des Werkzeugs in Längs- und Querrichtung ermöglicht. Gleichzeitig hatte diese Maschine kein Werkstückspannsystem im Spannfutter, obwohl diese Vorrichtung in anderen Maschinenausführungen existierte. Es sah die Befestigung des Werkstücks nur in den Zentren vor. Der Spitzenabstand konnte innerhalb von 10 cm verändert werden, daher konnten auf der Vaucanson-Maschine nur etwa gleich lange Teile bearbeitet werden. 1778 entwickelte der Engländer D. Ramedon zwei Arten von Gewindeschneidmaschinen. In einer Maschine bewegte sich ein Diamant-Schneidwerkzeug entlang paralleler Führungen entlang eines rotierenden Werkstücks, dessen Geschwindigkeit durch Drehen einer Referenzschraube eingestellt wurde. Auswechselbare Zahnräder ermöglichten es, Gewinde mit unterschiedlichen Steigungen zu erhalten. Die zweite Maschine ermöglichte die Herstellung von Gewinden mit unterschiedlichen Steigungen an Teilen, die länger als die Länge des Standards sind. Der Fräser bewegte sich mit Hilfe einer um den zentralen Schlüssel gewickelten Schnur entlang des Werkstücks. 1795 baute der französische Mechaniker Senot eine Spezialdrehbank zum Schneiden von Schrauben. Der Konstrukteur sorgte für austauschbare Zahnräder, eine große Leitspindel und einen einfachen mechanisierten Bremssattel. Die Maschine war frei von Verzierungen, mit denen die Meister früher ihre Produkte dekorierten.

Die gesammelten Erfahrungen ermöglichten Ende des 18. Jahrhunderts die Schaffung einer universellen Drehmaschine, die zur Grundlage des Maschinenbaus wurde. Henry Maudsley wurde sein Autor. 1794 entwarf er ein ziemlich unvollkommenes Bremssatteldesign. Nachdem er 1798 seine eigene Werkstatt zur Herstellung von Werkzeugmaschinen gegründet hatte, verbesserte er den Bremssattel erheblich, wodurch eine Version einer Universaldrehmaschine hergestellt werden konnte. Im Jahr 1800 verbesserte Maudsley diese Maschine und schuf dann eine dritte Version, die alle Elemente enthielt, die die heutigen Drehmaschinen zum Gewindeschneiden aufweisen. Gleichzeitig ist es bezeichnend, dass Maudsley die Notwendigkeit erkannt hat, bestimmte Arten von Teilen zu vereinheitlichen, und als erster die Standardisierung von Gewinden auf Schrauben und Muttern eingeführt hat. Er begann mit der Herstellung von Sätzen von Gewindebohrern und Schneideisen zum Gewindeschneiden. Roberts Drehbank R. Roberts war einer von Maudsleys Schülern und Nachfolgern. Er verbesserte die Drehmaschine, indem er die Leitspindel vor dem Bett platzierte, eine Zahnradaufzählung hinzufügte, die Steuerknöpfe an die Frontplatte der Maschine verlegte, was die Bedienung der Maschine bequemer machte. Diese Maschine funktionierte bis 1909. Eine andere ehemaliger Angestellter Maudsley - D. Clement entwickelte eine Stirndrehmaschine zur Bearbeitung von Teilen mit großem Durchmesser. Er berücksichtigte, dass bei einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit des Teils und einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit, wenn sich der Fräser von der Peripherie zur Mitte bewegt, die Schnittgeschwindigkeit abnimmt, und schuf ein System zur Erhöhung der Geschwindigkeit. 1835 erfand D. Whitworth den automatischen Vorschub in Querrichtung, der mit einem Längsvorschubmechanismus verbunden war. Damit war die grundlegende Verbesserung der Wendeausrüstung abgeschlossen.

Die nächste Stufe ist die Automatisierung von Drehmaschinen. Hier gehörte die Palme den Amerikanern. In den USA begann die Entwicklung der Metallbearbeitungstechnik später als in Europa. Amerikanische Maschinen der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Maudsley-Maschinen deutlich unterlegen. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Die Qualität der amerikanischen Werkzeugmaschinen war bereits ziemlich hoch. Werkzeugmaschinen wurden in Massenproduktion hergestellt, und die vollständige Austauschbarkeit von Teilen und Blöcken, die von einem Unternehmen hergestellt wurden, wurde eingeführt. Wenn ein Teil kaputt ging, reichte es aus, ein ähnliches aus der Fabrik zu schreiben und das kaputte Teil ohne Anpassung durch ein ganzes zu ersetzen. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Elemente wurden eingeführt, um eine vollständige Mechanisierung der Bearbeitung zu gewährleisten - eine automatische Zuführeinheit in beiden Koordinaten, ein perfektes System zum Befestigen des Fräsers und des Teils. Schnitt- und Vorschubbedingungen änderten sich schnell und ohne großen Aufwand. Drehmaschinen hatten Elemente der Automatisierung - automatischer Stopp der Maschine, wenn eine bestimmte Größe erreicht wurde, ein System zur automatischen Steuerung der Geschwindigkeit des frontalen Drehens usw. Die Hauptleistung der amerikanischen Werkzeugmaschinenindustrie war jedoch nicht die Entwicklung der traditionellen Drehmaschine, sondern die Schaffung ihrer Modifikation - des Revolvers. Im Zusammenhang mit der Notwendigkeit, neue Kleinwaffen (Revolver) herzustellen, entwarf und baute S. Fitch 1845 eine Revolvermaschine mit acht Schneidwerkzeugen im Revolver. Der schnelle Werkzeugwechsel steigerte die Produktivität der Maschine bei der Herstellung von Serienprodukten dramatisch. Es war ein ernsthafter Schritt in Richtung der Schaffung automatischer Maschinen. In der Holzbearbeitung sind bereits die ersten Automaten aufgetaucht: 1842 wurde ein solcher Automat von K. Vipil und 1846 von T. Sloan gebaut. Der erste universelle Drehautomat wurde 1873 von Chr. Spencer.

Mit Aggregatmaschinen können Sie auf einer Maschine verschiedene Arten der Produktbearbeitung gleichzeitig mit mehreren Werkzeugen durchführen, was die Arbeitsintensität erheblich reduziert. Bearbeitung Einzelheiten.

Sondermaschinen lassen sich jedoch nur schwer auf andere Aufgaben umstellen, wenn die Art des Produkts geändert wird. Um diesen Mangel zu beseitigen, begannen sie mit der Entwicklung modularer Maschinen, die aus einer Reihe verschiedener normalisierter vergrößerter Baugruppen konstruiert wurden.

Im XX Jahrhundert. Die Massenproduktion verbreitete sich zunächst in der Herstellung von Teilen (Schrauben, Stifte, Muttern, Unterlegscheiben usw.). Für die Herstellung solcher Teile wurden erstmals Maschinen geschaffen - automatisch und halbautomatisch. Dann gab es längsformende, formgebende, mehrspindlige Maschinen. In Masse großflächig und teilweise in Serienproduktion halbautomatische Drehmaschinen für schwere und komplexe Arbeit. Bei solchen Maschinen sind lediglich das Einlegen und Fixieren von Werkstücken, das Anfahren der Maschine und das Entnehmen des bearbeiteten Produktes nicht automatisiert.

Aus den 70er Jahren des 19. Jahrhunderts. all diese Arten von Werkzeugmaschinen entwickeln sich hin zu einer engeren Differenzierung und Spezialisierung. Auf der Basis einer Universaldrehmaschine entstehen horizontales Bohren, Stirndrehmaschine, Karusselldrehmaschine.

Es gab viele Filialen und andere Hauptmaschinen. In der damaligen Maschinenbauindustrie nimmt die Entwicklung von Methoden zum Schneiden von Metallen im Allgemeinen einen großen Platz ein. Es gibt eine schärfere Unterscheidung zwischen Schneidwerkzeugen und Schneidteilen von Werkzeugmaschinen. Erschienen sogenannt Gewindeschneider, Formfräser, diverse Verzahnungswerkzeuge, Wälzfräser etc.

Der mechanische Messschieber wurde weiterentwickelt. Die Bewegung des Bremssattels wurde automatisiert. entstand zudem automatisch und halbautomatisch.

Das Material selbst, aus dem die Maschinen hergestellt wurden, hat sich verändert. Es wurde begonnen, Stahl höherer Qualitäten zu verwenden. An dem Schneidwerkzeug lag nun Werkzeugstahl abwechslungsreiche Sorten. Es verlor seine Härte auch bei Überhitzung bis zur Rotglut, d.h. bis 600°С.

Die Spezialisierung des Maschinenbaus trug zur Einführung der Automatisierung bei, da die Einengung der Funktionen der Maschine direkt zu einer Vereinfachung der von ihr durchgeführten Operationen führte und damit günstige Bedingungen für die Einführung automatischer Prozesse schuf.

Moderne Hochleistungs-Zerspanungsmaschinen sind auf der weit verbreiteten Anwendung der Prinzipien von Multi-Tool und Multi-Position aufgebaut, spezialisiert und oft darauf ausgelegt, eine bestimmte Operation auszuführen.

Die erste automatische Maschinenlinie wurde 1923-1924 in England installiert. zur Bearbeitung von Zylinderblöcken und anderen großen Teilen. Sie führte 53 Operationen durch und verarbeitete 15 Blöcke pro Stunde, die von 21 Bedienern bedient wurden.

Zum ersten Mal in der Sowjetunion wurde 1939 in Wolgograd eine Maschinenlinie geschaffen Traktorfabrik zur Bearbeitung von Rollenbuchsen von Raupentraktoren. Es wurde auf der Basis von 5 modernisierten manuellen Steuerungsmaschinen gebaut.

Während des Zweiten Weltkriegs verbreiteten sich in den Nachkriegsjahren automatische Maschinenlinien modularer Maschinen.

Fortschritte in Wissenschaft und Technologie ermöglichten den Übergang von automatischen Einzelproduktionslinien zu automatischen Werkstätten und dann zu automatischen Fabriken.

1956 wurde im First GPP eine Werkstatt mit zwei automatischen Linien zur Herstellung von Kugel- und Rollenlagern in Betrieb genommen. Alle Operationen der mechanischen und thermischen Behandlung von Lagerringen, Kontrolle, Montage, Korrosionsschutzbehandlung, Verpackung und Späneentsorgung. Ergebend Produktionszyklus um das 4- bis 5-fache verringert, die Produktivität eines Arbeiters um das 2-fache erhöht.

1949 wurde weltweit zum ersten Mal in der UdSSR ein automatisches Werk zur Herstellung von Kolben gebaut, das von 9 Arbeitern pro Schicht bedient wird und 3.500 Kolben pro Tag produziert.

3.5.3 Umsetzung des Elektroantriebs im Maschinenbau

Der Elektromotor erwies sich nicht nur als sparsamer, sondern auch kompakter, nahm weniger Platz ein und erforderte während des Betriebs viel weniger Aufmerksamkeit des Arbeiters. Es war auch sicherer.

Tatsächlich war etwas Ähnliches im sklavenhaltenden Hellas bereits mehrere hundert Jahre vor unserer Zeitrechnung bekannt. Das Prinzip, Rotationskörper zu erhalten, bei denen es notwendig ist, das Werkstück zu drehen und seine Oberfläche mit einem stärkeren und schärferen Gegenstand zu berühren, war leicht zu entwickeln.

Es gab keine Probleme mit der Energiequelle, da gesunde und starke Sklaven in Hülle und Fülle vorhanden waren. In zivilisierteren Zeiten erfolgte der Antrieb einer solchen Maschine über eine straff gespannte Bogensehne. Hier gab es jedoch eine erhebliche Einschränkung - die Drehzahl nahm ab, wenn die Bogensehne aufgedreht wurde, sodass im Mittelalter Modelle von Drehmaschinen mit Fußantrieb auftauchten.

Das Gerät und Funktionsprinzip einer CNC-Drehmaschine

Sehr entfernt ähnelten sie einer Nähmaschine - weil sie einen traditionellen Kurbelmechanismus enthielten. Dies stellte sich als sehr positive Entwicklung heraus: Das rotierende Werkstück hatte nun keine begleitenden Schwingbewegungen mehr, was die Arbeit des Meisters erheblich erschwerte und die Bearbeitungsqualität verschlechterte.

Zu Beginn des 16. Jahrhunderts hatte die Drehmaschine jedoch noch eine Reihe erheblicher Einschränkungen:

• Es war notwendig, den Fräser manuell zu halten, daher war die Hand des Drehers bei längerer Metallbearbeitung sehr müde.
• Die Lünette, die lange Werkstücke trägt, wurde separat von der Maschine angebracht, und daher waren ihre Installation und Überprüfung ziemlich langwierig.
• Das Problem der Späneabfuhr wurde nie gelöst: Man brauchte einen Lehrling, der von Zeit zu Zeit die Späne aus der Hand des Meisters bürstete.
• Das Problem der gleichmäßigen Bewegung des Fräsers während der Bearbeitung wurde ebenfalls nicht gelöst: Alles wurde von der Qualifikation und Erfahrung des Meisters bestimmt.

Die nächsten mehreren hundert Jahre wurden mit der Konstruktion des Rotationsantriebs des beweglichen Zentrums der Maschine verbracht, in dem das Werkstück befestigt wurde. Am erfolgreichsten war der Entwurf von Jean Besson, der als erster einen Wasserantrieb für diese Zwecke einsetzte.

Die Maschine erwies sich als ziemlich sperrig, aber darauf wurde zuerst der Faden geschnitten. Dies geschah Mitte des 16. Jahrhunderts, und einige Jahre später erfand der Mechaniker von Peter I., Andrei Nartov, eine mechanisierte Werkzeugmaschine, die Fäden mit einer variablen Rotationsgeschwindigkeit des beweglichen Zentrums schneiden konnte. charakteristisches Merkmal Es stellte sich heraus, dass Nartovs Maschine auch einen austauschbaren Zahnradblock hatte.

Wer hat den Bremssattel erfunden?

Der Bremssattel ist ein Schlüsselknoten der modernen Drehmaschine, alles andere könnte bis zu einem gewissen Grad von anderen Mechanismen entlehnt werden. Gleichzeitig könnte man bei einer Vorrichtung zum präzisen Verfahren eines spanabhebenden Werkzeugs entlang der zu bearbeitenden Fläche und in allen drei Koordinaten von einer voll funktionsfähigen Drehmaschine sprechen. Doch wie in den meisten anderen Fällen der Technikgeschichte lässt sich die alleinige Urheberschaft der Erfindung des Messschiebers nicht feststellen.

Was sagt es über Andrey Nartovs Priorität aus?

• In Nartovs Kopiermaschine erschien 1712 ein selbstfahrender Bremssattel, während Henry Maudsley seine Version erst 1797 vorstellte.
• Die gemeinsame Bewegung des Kopierers und des Bremssattels in der Version der Nartov-Maschine wurde erstmals mit einem Mechanismus ausgeführt - der Leitspindel.
• Die Änderung der Planvorschubgeschwindigkeit wurde technisch durch unterschiedliche Gewindesteigungen an der Leitspindel sichergestellt.

Der Begriff „Bremssattel“ (vom französischen Wort unterstützen – ich unterstütze) wurde erstmals von Charles Plumet eingeführt, und schon die von seinem Landsmann Jean Vaucanson gebaute Maschine war fast so, wie die, mit der heute alle Drechsler arbeiten.

Dieser Mechanismus hatte für seine Zeit genaue V-förmige Führungen, und der Bremssattel konnte sich nicht nur in Quer-, sondern auch in Längsrichtung bewegen. Allerdings war auch hier nicht alles in Ordnung - insbesondere gab es keine Kassette, an der das Werkstück befestigt werden würde.

Dies schränkte die technologischen Möglichkeiten der Anlage erheblich ein: Beispielsweise war es unmöglich, Werkstücke mit unterschiedlichen Längen zu drehen. Führen Sie im Allgemeinen alle anderen Vorgänge aus, mit Ausnahme des Eindrehens von Schrauben, Bolzen usw.

Und dann erscheint Henry Maudsley auf der historischen Bühne.

Universaldrehmaschine - es ist soweit

In vielen Bereichen des menschlichen Schaffens geht die Palme an denjenigen, der nicht nur etwas erfunden hat, sondern auch die Erfahrungen früherer Generationen analytisch richtig verallgemeinern konnte. Henry Maudsley ist da keine Ausnahme.

Es gibt keinen Grund zu behaupten, dass Maudsley Andrey Nartov primitiv die Messschieberschaltung gestohlen hat. Ja, in der Zeit von Peter I. waren die Beziehungen zu England nicht besonders willkommen, aber die Beziehungen zu Holland waren stark. Aber angesichts der Tatsache, dass die Holländer wiederum oft englische Unternehmer und nur Handwerker beherbergten, ist es wahrscheinlich, dass die Erfindung von Nartov sehr bald an den Ufern von bekannt wurde nebliges Albion(obwohl Maudsley selbst von Nartovs Maschine hätte erfahren können, da er in jenen Jahren Dampfmaschinen für Russland baute).

Die Größe von Henry Maudsley ist anders - er präsentierte dem Gericht interessierter Parteien (und in England war zu dieser Zeit die industrielle Revolution in vollem Gange) das Konzept der ersten wirklich universellen Maschine zur Durchführung verschiedener Drehoperationen. Ausrüstung, in der alle Probleme der Wendemethode der Verarbeitung von Produkten organisch gelöst wurden.

Durch das spätere Hinzufügen eines Satzes austauschbarer Zahnräder zur Maschine erreichte Maudsley, was heute jeder Drehmaschine eigen ist – Vielseitigkeit und technologischer Arbeitskomfort.

Video: Drehmaschinensteuerung