Токарно-винторезный станок является машиной ( в частности, токарный станок ) , способная резать очень точную винтовую резьбу с помощью одноточечного-винторезного , который является процессом направления линейного движения вставного инструмента в точно известном соотношении к вращающемуся движение заготовки. Это достигается за счет зацепления с ходового винта (который приводит в движение вставного инструмента в) к шпинделю с определенным передаточным отношением для каждого шага резьбы. Каждая степень вращения шпинделя соответствует определенному расстоянию линейного перемещения инструмента в зависимости от желаемого шага резьбы (английская или метрическая, мелкая или крупная и т. д.).
Название «токарно-винторезный станок» связано с таксономической квалификацией его использования - это термин исторической классификации, а не один из современной терминологии коммерческих станков . Ранние токарные станки много веков назад не были приспособлены для нарезания винтов. Позже, с позднего средневековья до начала девятнадцатого века, некоторые токарные станки стали называть «токарно-винторезными станками» из-за специально встроенной в них способности нарезания винта. С тех пор эта способность встроена в большинство токарных станков по металлу , но в современной классификации они не называются «токарно-винторезными станками» .
История [ править ]
Винт известен тысячелетия. Архимед изобрел водяной винт , систему для подъема воды. Винты как механические застежки относятся к первому веку до нашей эры . Хотя винты были чрезвычайно полезны, сложность их изготовления помешала их широкому распространению.
Ранние деревянные шурупы [ править ]
Самые ранние винты, как правило, были деревянными, и их строгали вручную, с помощью токарного станка или без него с помощью токарных инструментов с ручным управлением (долота, ножи, выемки), настолько точно, насколько это было возможно. Вполне вероятно , что иногда деревянные заготовки , которые они начали из были ветвь дерева (или малолетние стволы) , которые были сформированы в виноградной лозе , завернутые спирально вокруг них , пока они росли. (Фактически, различные романские слова, обозначающие «винт», происходят от корня слова, относящегося к виноградной лозе. [1] ) Трости, скрученные виноградными лозами, показывают, насколько эти палки напоминают винт.
Ранние металлические винты [ править ]
Ранние крепежные шурупы по металлу и ранние шурупы по дереву [шурупы из металла для дерева] изготавливались вручную с помощью напильников, используемых для нарезания резьбы. Один из методов получения довольно точной резьбы заключался в том, чтобы надрезать стержень с помощью наклонного ножа с оберткой на полпути вокруг стержня, причем нож был точно наклонен для обеспечения правильного шага. Это был один из методов, которые Модслей использовал для изготовления своих первых ходовых винтов. [2] Это сделало винт медленным и дорогим в изготовлении, а его качество сильно зависело от навыков мастера. Требовался процесс автоматизации производства винтов и повышения точности и стабильности резьбы.
Самые ранние токарные станки с управляемой станком траекторией для нарезания резьбы [ править ]
Токарные станки существуют с древних времен. Адаптация их для нарезания шурупов - очевидный выбор, но проблема того, как направить режущий инструмент по правильному пути, была препятствием на протяжении многих столетий. Только в период позднего средневековья и раннего Нового времени в этой области произошли прорывы; Самое раннее свидетельство, которое существует сегодня, относится к 15 веку и задокументировано в Mittelalterliche Hausbuch . [3] Он включает в себя опоры скольжения и ходовой винт . Приблизительно в то время Леонардо да Винчи рисовал эскизы различных токарно-винторезных станков и станков, один с двумя ходовыми винтами. [3]Леонардо также показывает переключатели на некоторых из этих эскизов. [3]
В последующие три столетия последовало множество других дизайнов, особенно среди токарных и часовых мастеров . Они включали в себя различные важные концепции и впечатляющую смекалку, но немногие из них были достаточно точными и практичными в использовании. Например, Вудбери обсуждает Жака Бессона и других. Они внесли впечатляющий вклад в дело токарной обработки, но контекст, в котором они работали (превращение в искусство для богатых), не направлял их вклад на промышленное использование. [3]
Генри Хиндли спроектировал и сконструировал токарно-винторезный станок примерно в 1739 году. Он имел пластину, направляющую инструмент, и мощность, подаваемую с помощью набора шестерен, проворачиваемых вручную. Меняя шестерни, он мог нарезать винты с разным шагом . Удаление шестерни позволило ему делать левую резьбу. [4]
Современные токарно-винторезные станки (конец 18 - начало 19 вв.) [ Править ]
Первый действительно современный токарно-винторезный станок, вероятно, был построен Джесси Рамсденом в 1775 году. Его устройство включало ходовой винт, скользящую опору и механизм переключения передач . Они образуют элементы современного токарного станка (без ЧПУ) и используются по сей день. Рамсден смог использовать свой первый токарно-винторезный станок, чтобы сделать токарные станки еще более точными. С их помощью он смог создать исключительно точную машину деления и, в свою очередь, одни из лучших астрономических, геодезических и навигационных инструментов 18 века.
За ними последовали и другие. Примеры были французский механик прозванного Senot, который в 1795 году создал токарно-винторезный станок , способный производства промышленного уровня, и Дэвид Уилкинсон из Род - Айленд, который использовали слайд отдых в 1798. Тем не менее, эти изобретатели были вскоре омрачены Модсли , который в 1800 году создал токарно-винторезный станок, который часто называют первым. Ясно, что он был не первым; тем не менее, он стал самым известным, распространив по всему миру выигрышную комбинацию ходового винта, скользящей опоры и переключения передач в удобном для использования устройстве и достаточно прочном для резки металла. Эти токарно-винторезные станки конца 18 века явились прорывом в развитии технологии. Они разрешили крупномасштабное промышленное производство винтов, которые быливзаимозаменяемые . Стандартизация резьбовых форм (включая угол резьбы, шаг, основной диаметр, шаговый диаметр и т. Д.) Началась сразу на внутрифирменном уровне, а к концу 19 века она была перенесена на международный уровень (хотя стандартов было множество. все-еще существует).
В конце 19 века Генри Огастес Роуленд обнаружил потребность в очень точных винтах для резки дифракционных решеток , поэтому он разработал технику их изготовления.
Настоящий день [ править ]
До начала 19 века понятие токарно-винторезного станка контрастировало с понятием простого токарного станка, в котором отсутствовали детали, необходимые для направления режущего инструмента по точному пути, необходимому для получения точной резьбы. С начала 19 века стало обычной практикой встраивать эти детали в любой универсальный токарный станок по металлу ; Таким образом, различие между «токарно-винторезным станком» и «токарно-винторезным станком» не распространяется на классификацию современных токарных станков. Вместо этого есть и другие категории, некоторые из которых включают в себя одноточечное резьбонарезание среди других возможностей (например, обычные токарные станки, токарные станки для инструментальных цехов и станки с ЧПУ). токарные станки), и в некоторых из них отсутствует возможность одноточечного нарезания резьбы, поскольку она не имеет отношения к предполагаемому назначению станков (например, скоростные токарные станки и токарно-револьверные станки).
Сегодня резьба резьбовых крепежных деталей (таких как крепежные винты, шурупы для дерева, шурупы для стеновых панелей и шурупы для листового металла) обычно не нарезается одноточечным нарезанием шурупов; вместо этого большинство из них создается другими, более быстрыми процессами, такими как нарезание резьбы, накатка и резка с помощью фильерных головок . Последние процессы используются в современных винтовых станках . Эти станки, хотя и являются токарными станками, специализирующимися на изготовлении винтов, не являются токарно-винторезными станками в том смысле, что они используют одноточечное нарезание винта.
См. Также [ править ]
- Токарный станок
- Токарный станок (металл)
- Винтовая машина
Ссылки [ править ]
- ^ Браше 1878 , стр. 403 .
- Перейти ↑ Roe 1916 , p. 40 .
- ^ а б в г Вудбери, 1972 , стр. 47–71.
- ^ Даума, Морис, Научные инструменты семнадцатого и восемнадцатого веков и их создатели , Портман Букс, Лондон 1989 ISBN 978-0-7134-0727-3
Библиография [ править ]
- Brachet, Auguste (1878), этимологический словарь французского языка (2-е изд.), Оксфорд , Англия: Clarendon Press, LCCN 10005541 , [3-е изд., 1882].
- Роу, Джозеф Уикхэм (1916), английские и американские производители инструментов , Нью-Хейвен, Коннектикут: Yale University Press, LCCN 16011753. Перепечатано McGraw-Hill, Нью-Йорк и Лондон, 1926 ( LCCN 27-24075 ); и Lindsay Publications, Inc., Брэдли, Иллинойс, ( ISBN 978-0-917914-73-7 ).
- Вудбери, Роберт С. (1972) [1961], История токарного станка до 1850 года. В исследованиях по истории станков , Кембридж, Массачусетс, США, и Лондон, Англия: MIT Press, ISBN 978-0-262-73033-4, LCCN 72006354 . Впервые опубликована в виде монографии в 1961 году. Серия монографий, переизданная в одном томе в 1972 году. Сборник основополагающих классических работ по истории станков.
