Strug, bušilica, mašina za brušenje... Pogled na istorijsku evoluciju raznih vrsta alatnih mašina

1, strug
Strug je alatni stroj koji prvenstveno koristi alate za okretanje za izvođenje strojne obrade na rotirajućim radnim komadima. Na strugu se odgovarajuća obrada također može izvesti pomoću svrdla, razvrtača, slavina, kalupa i alata za narezivanje. Strug se uglavnom koristi za obradu osovina, diskova, čaura i drugih radnih predmeta sa rotirajućim površinama. To je najrasprostranjeniji tip alatnih mašina u mehaničarskoj proizvodnji i fabrikama za popravku.
1. Drevni "lučani strug" sa remenicama i šipkama u obliku luka. Još u staroegipatsko doba, ljudi su izmislili tehniku ​​okretanja drveta pomoću alata za sečenje dok su ga rotirali oko svoje centralne ose. U početku su ljudi koristili dva stojeća trupca kao oslonce za podizanje drva koje treba okretati, koristili su elastičnost grana da bi kotrljali uže na drvo, povlačili uže rukom ili nogom da bi rotirali drvo i držali rezni alat za rezanje.
Ova drevna metoda postupno je evoluirala i razvila se u "lučani strug", koji uključuje namotavanje užeta oko remenice u dva ili tri kruga, podupiranje užeta na elastičnoj šipki savijenoj u obliku luka, te guranje i povlačenje luka naprijed-nazad. za rotiranje radnog predmeta za okretanje.
2. Srednjovjekovni "strug za pedale" sa radilicom i prijenosom zamajca. U srednjem vijeku, neko je dizajnirao "strug za pedale" koji je koristio pedalu za rotaciju radilice i pogon zamašnjaka, a zatim ju je prenosio na glavno vratilo da bi ga rotirao. Sredinom{1}} stoljeća, dizajner po imenu Besson u Francuskoj dizajnirao je strug za okretanje vijaka koji je koristio zavrtnje za klizanje reznih alata. Nažalost, ova vrsta strugova nije bila široko promovirana.
U 18. vijeku su se rodile noćne kutije i stezaljke. U 18. veku neko je dizajnirao tip struga koji je koristio nožnu pedalu i klipnjaču za rotaciju radilice, koja je mogla da skladišti energiju rotacije na zamajac. Evoluirao je od direktnog rotiranja radnog predmeta do rotacije pretinca, koji je bio stezna glava koja se koristila za držanje radnog komada.
Godine 1797. britanski pronalazač Mozley izumio je revolucionarni strug za držač alata, koji je imao precizne zavrtnje za vođenje i izmjenjive zupčanike.
Mozley je rođen 1771. godine i sa 18 godina bio je pouzdani pomoćnik pronalazača Bramera. Priča se da je Bramer nekada radio u poljoprivredi, ali je sa 16 godina morao da pređe na obradu drveta zbog invaliditeta desnog skočnog zgloba izazvanog nesrećom. Njegov prvi izum bio je toalet na ispiranje 1778. Mozley je počeo da pomaže Brameru da dizajnira hidraulične prese i druge mašine sve dok nije napustio Bramera u dobi od 26 godina, kada je Bramer grubo odbio Moritzov zahtjev da mu poveća platu na preko 30 šilinga sedmično.
U godini kada je Mozley napustio Bramera, napravio je svoj prvi strug sa navojem, koji je bio potpuno metalni strug sa držačem alata i stražnjom batom koja se mogla kretati duž dvije paralelne šine. Vodeća površina vodilice je trokutasta, što pokreće vijak da pomjera držač alata bočno kada se vreteno okreće. Ovo je glavni mehanizam koji posjeduju moderni strugovi, koji se mogu koristiti za okretanje preciznih metalnih vijaka bilo kojeg koraka.
Tri godine kasnije, Mozley je proizveo sofisticiraniji strug u svojoj vlastitoj radionici, gdje su zupčanici mogli biti zamijenjeni jedan drugim, mijenjajući brzinu pomaka i korak obrađenih navoja. Godine 1817, drugi Britanac, Roberts, usvojio je četvorostepeni mehanizam remenice i zadnjeg točka za promjenu brzine vretena. Ubrzo su uvedeni i veći strugovi koji su dali veliki doprinos pronalasku parnih mašina i drugih mašina.
5. Kako bi se poboljšao nivo mehanizacije i automatizacije, rođeni su različiti specijalizovani strugovi. Godine 1845, Fitch iz Sjedinjenih Država izumio je strug sa kupolom; Godine 1848. u Sjedinjenim Državama su se pojavile rotacijske strugove; Godine 1873. Spencer je u Sjedinjenim Državama napravio jednoosni automatski strug, a ubrzo nakon toga napravio je i troosni automatski strug; Početkom 20. stoljeća pojavili su se strugovi sa mjenjačima pokretanim pojedinačnim motorima. Zbog pronalaska brzoreznog alatnog čelika i primjene elektromotora, strugovi su se kontinuirano usavršavali i konačno dostigli moderni nivo velike brzine i preciznosti.
Nakon Prvog svjetskog rata, razne učinkovite automatske strugove i specijalizirane strugove brzo su se razvile zbog potreba vojne, automobilske i druge mehaničke industrije. Kako bi se poboljšala produktivnost malih serijskih obradaka, krajem 1940-ih promovirani su strugovi s hidrauličnim profilirajućim uređajima, a istovremeno su razvijeni i strugovi s više alata. Sredinom{1}}a razvijeni su programski upravljani strugovi sa bušenim karticama, pin pločama i brojčanim pločama. CNC tehnologija se počela koristiti u strugovima 1960-ih i brzo se razvijala nakon 1970-ih.
6. Strugovi su klasifikovani u različite tipove na osnovu njihove namene i funkcije.
Obični strug ima širok raspon objekata za obradu, sa širokim rasponom podešavanja za brzinu vretena i brzinu pomaka, i može obraditi unutarnje i vanjske površine, krajnje površine i unutrašnje i vanjske navoje radnih komada. Ovom vrstom strugova uglavnom ručno upravljaju radnici, sa niskom proizvodnom efikasnošću, i pogodan je za jednodelnu, malu serijsku proizvodnju i radionice za popravke.
Tokarski i rotacioni strug imaju kupole ili držače alata za povratne točkove koji mogu držati više reznih alata. Radnici ih mogu koristiti da završe više procesa u jednom stezanju radnog komada koristeći različite alate za rezanje, što ih čini pogodnim za serijsku proizvodnju.
Automatski strugovi mogu automatski završiti višeprocesnu obradu malih i srednjih radnih komada prema određenom programu, automatski učitavati i istovarati materijale i više puta obraditi seriju istih obradaka, pogodnih za masovnu proizvodnju.
Poluautomatski strugovi sa više oštrica mogu se podijeliti na jednoosni, višeosni, horizontalni i vertikalni tipovi. Izgled jednoosnog horizontalnog struga je sličan onom kod običnog struga, ali su dva seta držača alata instalirana ispred, straga, odnosno gore i dolje vretena, za obradu radnih predmeta kao što su diskovi, prstenovi i osovine. Njegova produktivnost je 3-5 puta veća od one kod običnog struga.
Tokarilica za kopiranje može imitirati oblik i veličinu šablona ili uzorka, automatski dovršiti ciklus obrade radnog komada i pogodna je za malu i serijsku proizvodnju složenih obradaka. Njegova produktivnost je 10-15 puta veća od one kod običnog struga. Postoje različiti tipovi kao što su višestruki držač oštrica, višeosni, tip stezne glave i vertikalni tip.
Vreteno vertikalnog struga je okomito na horizontalnu ravninu, radni komad je stegnut na horizontalnom rotirajućem radnom stolu, a držač alata se kreće na poprečnoj gredi ili stubu. Pogodno za obradu velikih, teških i teško instaliranih obradaka na obične strugove, generalno podijeljene u dvije kategorije: jednostubne i dvostupne.
Tokarilica sa zubima lopate vrši radijalno povratno kretanje na držaču alata tokom tokarenja, a koristi se za formiranje zupčastih površina glodala lopate, ploča za kuhanje itd. Obično opremljen nastavcima za brušenje, mali brusni točak pokretan posebnim elektromotorom brusi zub površine.
Specijalizovani strugovi su strugovi koji se koriste za obradu specifičnih površina određenih vrsta izradaka, kao što su tokarilice radilice, tokarilice sa bregastim vratilom, strugovi sa točkovima, osovinski strugovi, valjkasti strugovi i strugovi za ingote.
Strugovi za zglobove se uglavnom koriste za obradu struganja, ali nakon dodavanja nekih posebnih komponenti i pribora, mogu se koristiti i za bušenje, glodanje, bušenje, umetanje, brušenje i drugu obradu. Imaju karakteristiku "jedne mašine sa više funkcija" i pogodni su za popravke na tehničkim vozilima, brodovima ili mobilnim servisnim stanicama.
2, mašina za bušenje
Iako je zanatska industrija u fabrici relativno zaostala, osposobila je i stvorila mnogo stručnih radnika. Iako nisu stručnjaci za proizvodnju mašina, mogu proizvoditi razne ručno rađene alate, kao što su noževi, testere, igle, bušilice, čunjevi, brusilice, kao i osovine, čahure, zupčanici, okviri kreveta i tako dalje. U stvari, mašine se sastavljaju od ovih komponenti.
Najraniji dizajner mašina za bušenje, Da Vinci mašine za bušenje, bio je poznat kao "majka mašina". Kada su u pitanju dosadne mašine, hajde da prvo govorimo o Leonardu da Vinčiju. Ova legendarna figura je možda bila dizajner najranije mašine za bušenje koja se koristila za obradu metala. Mašina za bušenje koju je dizajnirao pokreće se hidrauličnim ili nožnim pedalama, a alati za bušenje se čvrsto okreću uz radni predmet, dok je radni komad pričvršćen na pokretnu platformu koju pokreće dizalica. Godine 1540. drugi slikar je naslikao sliku "Pirotehnika", koja je takođe imala isti dijagram mašine za bušenje. U to vrijeme, bušilica se posebno koristila za preciznu obradu šupljih odljevaka.
Rođena je prva bušilica za obradu topovskih cijevi (Wilkinson, 1775.). U 17. stoljeću, zbog vojnih potreba, razvoj artiljerijske proizvodnje bio je veoma brz, a način izrade cijevi artiljerije postao je veliki problem koji su ljudi hitno morali riješiti.
Wilkinson je 1775. godine izumio prvu pravu mašinu za bušenje na svetu. Zapravo, da budemo precizni, Wilkinsonova mašina za bušenje je mašina za bušenje sposobna za preciznu mašinsku obradu topova. To je šuplja cilindrična bušilica sa oba kraja ugrađena na ležajeve.
Godine 1728. Wilkinson je rođen u Sjedinjenim Državama. U dobi od 20 godina preselio se u Staffordshire i izgradio prvu peć za topljenje željeza u Bilestonu. Stoga je Wilkinson poznat kao "majstor kovača iz Stafordšira". Godine 1775, u dobi od 47 godina, Wilkinson je ulagao kontinuirane napore u očevoj fabrici i konačno proizveo ovu novu mašinu koja je mogla da buši cev topa sa retkim preciznošću. Zanimljivo je da je nakon Wilkinsonove smrti 1808. sahranjen u kovčegu od livenog gvožđa koji je dizajnirao.
3. Mašine za bušenje dale su značajan doprinos Vatovoj parnoj mašini. Da nije bilo parnih mašina, tada se ne bi dogodio prvi talas industrijske revolucije. Sam razvoj i primjena parne mašine, pored neophodnih društvenih mogućnosti, zahtijeva i neke tehnološke preduslove koji se ne mogu zanemariti, jer izrada komponenti parne mašine nije tako laka kao stolari koji seku drvo. Metal je potrebno izraditi u posebne oblike, a zahtjevi za preciznošću za obradu su visoki. Bez odgovarajuće tehničke opreme to se ne može postići. Na primjer, u proizvodnji cilindara i klipova parnih strojeva, preciznost vanjskog prečnika potrebna tokom procesa proizvodnje klipa može se izmjeriti izvana tokom rezanja, ali nije lako ispuniti zahtjeve za preciznošću unutrašnjeg prečnika cilindra. postići korištenjem općih metoda obrade.
Smit je bio najistaknutiji mašinski tehničar 18. veka. Smith je dizajnirao ukupno 43 opreme za turbine na vodu i vjetar. Prilikom izrade parne mašine, Smithov najizazovniji zadatak bila je obrada cilindara. Prilično je teško obraditi unutrašnji krug velikog cilindra u krug. Iz tog razloga, Smith je napravio specijalnu alatnu mašinu za rezanje unutrašnjeg kruga cilindra u Željezari Karen. Ova vrsta bušilice, koju pokreće vodeni točak, opremljena je reznim alatom na prednjem kraju svoje dugačke osovine, koja se može rotirati unutar cilindra kako bi obradila njegov unutrašnji krug. Zbog ugradnje alata za rezanje na prednji kraj dugačke osovine, mogu se pojaviti problemi kao što je otklon osovine, što otežava obradu istinski kružnog cilindra. Iz tog razloga, Smith je morao više puta mijenjati položaj cilindra radi obrade.
Mašina za bušenje koju je izumeo Wilkinson 1774. godine odigrala je značajnu ulogu u rešavanju ovog problema. Ova vrsta bušilice koristi vodeni kotač za rotaciju cilindra materijala i poravnavanje sa središnjim fiksnim alatom za pogon. Zbog relativnog kretanja između alata i materijala, materijal se buši u cilindrične rupe s velikom preciznošću. U to vrijeme, cilindar prečnika 72 inča napravljen je pomoću mašine za bušenje, sa greškom koja nije prelazila debljinu novčića od šest penija. Prema savremenoj tehnologiji, ovo je značajna granica greške, ali u tadašnjim uslovima već je bilo prilično izazovno dostići ovaj nivo.
Međutim, Wilkinsonov izum se nije prijavio za patentnu zaštitu, a ljudi su ga imitirali i instalirali jedan za drugim. Godine 1802, Watt je također govorio o Wilkinsonovom izumu u svojoj knjizi i ponovio ga u svojoj fabrici željeza u Sohou. U budućnosti, Watt je također koristio Wilkinsonovu magičnu mašinu za proizvodnju cilindara i klipova parnih mašina. Prvobitno je za klip bilo moguće izmjeriti veličinu dok se seče izvana, ali za cilindar to nije bilo tako jednostavno i moralo se raditi na mašini za bušenje. U to vrijeme, Watt je koristio vodeni kotač da rotira metalni cilindar i gurne centralno fiksiran alat naprijed kako bi sjekao unutrašnjost cilindra. Kao rezultat toga, cilindar prečnika 75 inča imao je grešku manju od debljine novčića, što je bilo veoma napredno na terenu.
4. Rođenje mašina za bušenje za podizanje radnog stola (Hutton, 1885) U narednim decenijama napravljena su mnoga poboljšanja Wilkinsonovih mašina za bušenje. Godine 1885, Hutton u Engleskoj proizveo je mašinu za bušenje za podizanje radnog stola, koja je postala prototip modernih mašina za bušenje.
3, Mašina za glodanje
Britanci su u 19. veku za potrebe industrijske revolucije izumili mašine za bušenje i rendisanje kao što je parna mašina, dok su se Amerikanci fokusirali na pronalazak glodalica kako bi proizveli veliki broj oružja. Glodalica je mašina sa glodalima različitih oblika, koja može da seče obradak posebnih oblika, kao što su spiralni žlebovi, zupčanici itd.
Još 1664. godine britanski naučnik Hooke oslanjao se na rotirajuće kružne alate za rezanje kako bi stvorio mašinu za sečenje, koja bi se mogla smatrati primitivnom glodalicom, ali u to vreme društvo nije reagovalo sa entuzijazmom na to. 1840-ih, Pratt je dizajnirao takozvanu Lincoln glodalicu. Naravno, onaj koji je istinski uspostavio poziciju glodala u proizvodnji mašina je Amerikanka Vitni.
1. Prva obična glodalica (Whitney, 1818.) Godine 1818., Whitney je proizvela prvu običnu glodalicu na svijetu, ali patent za glodalicu dobio je britanski izumitelj Bodmer (izumitelj portalne rende sa uređajem za uvlačenje alata) 1839. Zbog visoke cijene glodalica u to vrijeme nije bilo mnogo upita.
Prva univerzalna glodalica (Brown, 1862.) ponovo je postala aktivna u Sjedinjenim Državama nakon perioda tišine. Nasuprot tome, za Whitney i Pratt se može reći samo da su postavili temelje za pronalazak i primjenu strojeva za glodanje, a istinsko postignuće izuma glodalica koje se mogu primijeniti u različitim fabričkim operacijama treba pripasti američkom inženjeru Joseph Brownu.
Godine 1862. Brown iz Sjedinjenih Država proizveo je najraniju univerzalnu glodalicu na svijetu, što je bilo revolucionarno dostignuće u opremanju univerzalnim diskovima za indeksiranje i sveobuhvatnim glodalima. Radni sto univerzalne glodalice može se rotirati pod određenim kutom u horizontalnom smjeru i opremljen je dodacima kao što je glava za krajnje glodalice. Univerzalna glodalica koju je dizajnirao bila je vrlo uspješna kada je bila izložena na izložbi u Parizu 1867. Istovremeno, Brown je dizajnirao i oblikovanu glodalicu koja se ne bi deformirala ni nakon brušenja, a zatim je proizveo i brusilicu za glodalice, čime je glodalicu dovela na sadašnji nivo.
4, Mašina za rendisanje
U procesu pronalaska mnoge stvari su često komplementarne i međusobno povezane: da bi se proizvela parna mašina, potrebna je mašina za bušenje koja će pomoći; Nakon pronalaska parnog stroja, pojavio se poziv za portalnu rendu u smislu zahtjeva procesa. Može se reći da je pronalazak parnog stroja doveo do razvoja "radne matične mašine" od bušilica i strugova do dizajna portalnih blanjalica. U stvari, rende je vrsta metalne rende.
1. Portalnu rendisaljku za obradu velikih ravnih površina (1839.) razvili su mnogi tehničari počevši od ranog 19. stoljeća zbog potrebe za ravnom obradom sjedišta ventila parne mašine. Među njima su bili Richard Robert, Richard Pratt, James Fox i Joseph Clement, koji su samostalno proizvodili portalne blanje u roku od 25 godina počevši od 1814. Ova vrsta portalne blanjalice se koristi za fiksiranje obrađenog predmeta na klipnu platformu, a blanjalica seče jedan strane obrađenog objekta. Međutim, ova vrsta blanjalice još nema uređaj za uvlačenje oštrice i u procesu je prelaska sa "alata" na "mašinu". Godine 1839., Britanac po imenu Bodmore konačno je dizajnirao portalnu blanjalicu sa uređajem za ubacivanje noža.
2. Rende za kravlje glave za obradu malih ravnih površina. Drugi Britanac, Nesmith, izumio je i proizveo blanjalicu kravlje glave za obradu malih ravnih površina u roku od 40 godina od 1831. Ona može fiksirati obrađeni predmet na krevetu dok se rezni alat pomiče naprijed-nazad.
Uslijed usavršavanja alata i pojave elektromotora, portalne blanje su se razvile prema brzom rezanju i visokoj preciznosti s jedne strane, te prema masovnoj proizvodnji s druge strane.
5, Mašina za mljevenje
Brušenje je drevna tehnologija poznata ljudima od davnina. U doba paleolita ova tehnologija se koristila za mljevenje kamenih alata. U budućnosti, uz korištenje metalnih alata, promoviran je razvoj tehnologije brušenja. Međutim, projektovanje poznatih mašina za mlevenje je i dalje moderna stvar, čak i početkom 19. veka ljudi su još uvek koristili rotirajuće prirodno brusno kamenje kako bi ga doveli u kontakt sa obrađenim predmetom za mlevenje.
1. Prva mašina za mlevenje (1864.) Godine 1864. Sjedinjene Američke Države su proizvele prvu mašinu za brušenje na svetu, koja je bila uređaj koji je instalirao brusne točkove na kliznim nosačem tokarilice i opremio ga automatskim menjačem. Nakon 12 godina, Brown iz Sjedinjenih Država izumio je univerzalnu brusilicu koja je bila bliska modernim mašinama za mljevenje.
2. Prva mašina za bušenje (Whitworth, 1862). Oko 1850. godine, njemački Mattignoni je bio prvi koji je napravio Fried Dough Twists burgije za bušenje metala; Na Međunarodnoj izložbi održanoj u Londonu, Engleska 1862. godine, Britanac Whitworth izložio je mašinu za bušenje sa ramom ormara od livenog gvožđa na pogon, koja je postala prototip modernih mašina za bušenje.
U budućnosti će se jedna za drugom pojavljivati ​​različite mašine za bušenje, uključujući mašine za bušenje sa klackastim krakom, mašine za bušenje opremljene mehanizmima za automatsko uvlačenje i višeosne mašine za bušenje koje mogu da buše više rupa odjednom. Zbog poboljšanja alatnih materijala i burgija, kao i upotrebe elektromotora, konačno su proizvedene velike bušilice visokih performansi.