Токарно-винторезный станок - Screw-cutting lathe

Знаменитые ранние токарно-винторезные станки Модслея примерно 1797 и 1800 годов.

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. Каждому градусу вращения шпинделя соответствует определенное расстояние 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

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 шурупы по дереву

Самые ранние шурупы, как правило, были деревянными, и их строгали вручную, с помощью токарного станка или без него с помощью ручных токарных инструментов (долота, ножи, выемки), настолько точно, насколько это удавалось резчику. 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. (На самом деле, различные романские слова, обозначающие «винт», происходят от корня слова, относящегося к виноградной лозе.) Трости, скрученные виноградными лозами, показывают, насколько эти палки напоминают винт.

Ранние шурупы по металлу

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. 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

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 . 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. Леонардо также показывает переключатели на некоторых из этих эскизов.

В последующие три столетия последовали многие другие образцы, 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.

Генри Хиндли спроектировал и сконструировал токарно-винторезный станок примерно в 1739 году. Он имел пластину, направляющую инструмент, и мощность, подаваемую с помощью набора шестерен с ручным приводом. Меняя шестерни, он мог нарезать винты с разным шагом . Удаление шестерни позволило ему делать левую резьбу.

Современные токарно-винторезные станки (конец 18 - начало 19 вв.)

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 взаимозаменяемых винтов . 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.

Сегодняшний день

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 существуют другие категории, некоторые из которых включают в себя одноточечное резьбонарезание среди других возможностей (например, обычные токарные станки, токарные станки для инструментальных цехов и токарные станки с ЧПУ ), а некоторые из них опускают возможность одноточечного винторезного нарезания как несущественные. по 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 одноточечной резьбой; 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 винтов.

Смотрите также

Рекомендации

Библиография