Dreiebenk, boremaskin, slipemaskin... Ser på den historiske utviklingen av ulike typer verktøymaskiner

1, dreiebenk
En dreiebenk er et maskinverktøy som primært bruker dreieverktøy for å utføre maskinering på roterende arbeidsstykker. På dreiebenken kan tilsvarende maskinering også utføres med bor, rømmer, kraner, dyser og rifleverktøy. Dreiebenk brukes hovedsakelig til maskinering av aksler, skiver, hylser og andre arbeidsstykker med roterende overflater. Det er den mest brukte typen verktøymaskiner i mekanisk produksjon og reparasjonsfabrikker.
1. Den eldgamle "buedreiebenken" med trinser og bueformede stenger. Så tidlig som i den gamle egyptiske epoken hadde folk oppfunnet teknikken med å dreie tre med skjæreverktøy mens de roterte det rundt sin sentrale akse. Først brukte folk to stående stokker som støtte for å løfte veden som skulle snus, brukte elastisiteten til grenene til å rulle tauet inn på treverket, trakk tauet for hånd eller fot for å rotere veden, og holdt et skjæreverktøy for kutting.
Denne eldgamle metoden utviklet seg gradvis og utviklet seg til en "buedreiebenk", som innebærer å vikle et tau rundt en trinse i to eller tre sirkler, støtte tauet på en elastisk stang bøyd til en bueform, og skyve og trekke buen frem og tilbake for å rotere arbeidsstykket for dreiing.
2. En middelaldersk "pedaldreiebenk" med veivaksel og svinghjulsoverføring. I middelalderen designet noen en "pedaldreiebenk" som brukte en pedal til å rotere veivakselen og drive svinghjulet, og deretter overførte det til hovedakselen for å rotere det. På midten av-16tallet designet en designer ved navn Besson i Frankrike en dreiebenk for skruer som brukte skruer til å skyve skjæreverktøy. Dessverre ble denne typen dreiebenk ikke mye promotert.
På 1700-tallet ble nattbord og chucker født. På 1700-tallet designet noen en type dreiebenk som brukte en fotpedal og koblingsstang for å rotere veivakselen, som kunne lagre rotasjonsenergien på svinghjulet. Det utviklet seg fra å rotere arbeidsstykket direkte til å rotere innløpsboksen, som var en chuck som ble brukt til å holde arbeidsstykket.
I 1797 oppfant den britiske oppfinneren Mozley den banebrytende dreiebenken for verktøyholder, som hadde presisjonsstyreskruer og utskiftbare tannhjul.
Mozley ble født i 1771 og i en alder av 18 år var han en pålitelig assistent for oppfinneren Bramer. Det sies at Bramer pleide å jobbe i landbruket, men som 16-åring måtte han gå over til trearbeid på grunn av funksjonshemming i høyre ankel forårsaket av en ulykke. Hans første oppfinnelse var spyletoalettet i 1778. Mozley begynte å hjelpe Bramer med å designe hydrauliske presser og annet maskineri helt til han forlot Bramer i en alder av 26, da Bramer grovt nektet Moritz' forespørsel om å øke lønnen hans til over 30 shilling per uke.
Det året Mozley forlot Bramer, bygde han sin første gjengede dreiebenk, som var en dreiebenk av helt metall med en verktøyholder og bakstokk som kunne bevege seg langs to parallelle skinner. Føringsflaten på føringsskinnen er trekantet, noe som driver skruen for å bevege verktøyholderen sideveis når spindelen roterer. Dette er hovedmekanismen til moderne dreiebenker, som kan brukes til å skru presisjonsmetallskruer uansett stigning.
Tre år senere produserte Mozley en mer sofistikert dreiebenk i sitt eget verksted, hvor girene kunne byttes ut med hverandre, noe som endret matehastigheten og stigningen til de behandlede gjengene. I 1817 tok en annen britisk mann, Roberts, i bruk en fire-trinns trinse og bakhjulsmekanisme for å endre spindelhastigheten. Snart ble også større dreiebenker introdusert, som ga store bidrag til oppfinnelsen av dampmaskiner og andre maskiner.
5. For å forbedre nivået av mekanisering og automatisering, ble ulike spesialiserte dreiebenker født. I 1845 oppfant Fitch fra USA tårndreiebenken; I 1848 så USA fremveksten av roterende dreiebenker; I 1873 laget Spencer i USA en enkeltakset automatisk dreiebenk, og like etter laget han en treakset automatisk dreiebenk; På begynnelsen av 1900-tallet dukket det opp dreiebenker med girkasser drevet av individuelle motorer. På grunn av oppfinnelsen av høyhastighets verktøystål og bruken av elektriske motorer, har dreiebenker kontinuerlig forbedret seg og til slutt nådd et moderne nivå av høy hastighet og presisjon.
Etter første verdenskrig utviklet ulike effektive automatiske dreiebenker og spesialiserte dreiebenker seg raskt på grunn av behovene til militær-, bil- og annen mekanisk industri. For å forbedre produktiviteten til små batch-arbeidsstykker ble dreiebenker med hydrauliske profileringsanordninger fremmet på slutten av 1940-tallet, og samtidig ble det også utviklet dreiebenker med flere verktøy. I midten-1950 ble det utviklet programstyrte dreiebenker med hullkort, stiftplater og klokkeplater. CNC-teknologi begynte å bli brukt i dreiebenker på 1960-tallet og utviklet seg raskt etter 1970-tallet.
6. Dreiebenker er klassifisert i ulike typer basert på deres formål og funksjon.
En vanlig dreiebenk har et bredt spekter av maskineringsobjekter, med et bredt spekter av justeringer for spindelhastighet og matehastighet, og kan behandle indre og ytre overflater, endeflater og indre og ytre gjenger på arbeidsstykker. Denne typen dreiebenk drives hovedsakelig manuelt av arbeidere, med lav produksjonseffektivitet, og er egnet for enkelt stykke, små batch-produksjon og reparasjonsverksteder.
Dreiebenken og dreiebenken har revolver- eller returhjulverktøyholdere som kan holde flere skjæreverktøy. De kan brukes av arbeidere til å fullføre flere prosesser i én fastspenning av arbeidsstykket ved hjelp av forskjellige skjæreverktøy, noe som gjør dem egnet for batchproduksjon.
Automatiske dreiebenker kan automatisk fullføre multiprosessbehandling av små og mellomstore arbeidsstykker i henhold til et bestemt program, automatisk laste og losse materialer, og gjentatte ganger behandle en batch av de samme arbeidsstykkene, egnet for masseproduksjon.
Halvautomatiske dreiebenker med flere blader kan deles inn i enkeltakse, flerakse, horisontale og vertikale typer. Oppsettet til en horisontal dreiebenk med én akse ligner på en vanlig dreiebenk, men to sett med verktøyholdere er installert henholdsvis foran, bak eller opp og ned av spindelen for å behandle arbeidsstykker som skiver, ringer og sjakter. Produktiviteten er 3-5 ganger høyere enn for en vanlig dreiebenk.
En kopieringsdreiebenk kan imitere formen og størrelsen til en mal eller prøve, automatisk fullføre bearbeidingssyklusen til arbeidsstykket, og er egnet for små- og batchproduksjon av komplekse formede arbeidsstykker. Produktiviteten er 10-15 ganger høyere enn for en vanlig dreiebenk. Det finnes forskjellige typer som multibladholder, multiakse, chucktype og vertikal type.
Spindelen til en vertikal dreiebenk er vinkelrett på horisontalplanet, arbeidsstykket er klemt på et horisontalt roterende arbeidsbord, og verktøyholderen beveger seg på en tverrbjelke eller søyle. Egnet for bearbeiding av store, tunge og vanskelige å installere arbeidsstykker på vanlige dreiebenker, vanligvis delt inn i to kategorier: enkel kolonne og dobbel kolonne.
Spadetann dreiebenken utfører radial frem- og tilbakegående bevegelse på verktøyholderen under dreiing, og brukes til å forme tannflater på spadefreser, kokeplater etc. Vanligvis utstyrt med slipetilbehør, en liten slipeskive drevet av en separat elektrisk motor sliper tannen flate.
Spesialiserte dreiebenker er dreiebenker som brukes til å behandle spesifikke overflater av visse typer arbeidsstykker, slik som veivakseldreiebenker, kamakseldreiebenker, hjuldreiebenker, akseldreiebenker, rulledreiebenker og ingot dreiebenker.
Fugedreiebenker brukes hovedsakelig til dreiebehandling, men etter å ha lagt til noen spesielle komponenter og tilbehør, kan de også brukes til boring, fresing, boring, innsetting, sliping og annen bearbeiding. De har karakteristikken "én maskin med flere funksjoner" og egner seg for reparasjonsarbeid på ingeniørkjøretøyer, skip eller mobile reparasjonsstasjoner.
2, Kjedelig maskin
Selv om håndverksindustrien i fabrikken er relativt tilbakestående, har den trent og skapt mange fagarbeidere. Selv om de ikke er eksperter på å produsere maskiner, kan de produsere ulike håndlagde verktøy, som kniver, sager, nåler, bor, kjegler, kverner, samt aksler, hylser, tannhjul, sengerammer og så videre. Faktisk er maskiner satt sammen av disse komponentene.
Den tidligste designeren av kjedemaskiner, Da Vinci-boremaskiner, var kjent som "maskineriets mor". Når det kommer til kjedelige maskiner, la oss først snakke om Leonardo da Vinci. Denne legendariske figuren kan ha vært designeren av den tidligste kjedelige maskinen som ble brukt til metallbearbeiding. Boremaskinen han designet drives av hydrauliske eller fotpedaler, og boreverktøyene roterer tett mot arbeidsstykket, mens arbeidsstykket er festet på en mobil plattform drevet av en kran. I 1540 malte en annen maler et maleri av "Pyroteknikk", som også hadde det samme kjedelige maskindiagrammet. På den tiden ble boremaskinen spesielt brukt til presisjonsbearbeiding av hule støpegods.
Den første boremaskinen ble født for behandling av kanonløp (Wilkinson, 1775). På 1600-tallet, på grunn av militære behov, var utviklingen av artilleriproduksjon veldig rask, og hvordan man produserer tønnen med artilleri ble et stort problem som folk trengte å løse.
Verdens første ekte boremaskin ble oppfunnet av Wilkinson i 1775. Faktisk, for å være presis, er Wilkinsons boremaskin en boremaskin som er i stand til å presisjonsbearbeide kanoner. Det er en hul sylindrisk borestang med begge ender installert på lagre.
I 1728 ble Wilkinson født i USA. I en alder av 20 flyttet han til Staffordshire og bygde den første jernsmelteovnen i Bileston. Derfor er Wilkinson kjent som "smedmesteren i Staffordshire". I 1775, i en alder av 47 år, gjorde Wilkinson kontinuerlig innsats i sin fars fabrikk og produserte til slutt denne nye maskinen som kunne bore løpet av en kanon med sjelden presisjon. Interessant nok, etter Wilkinsons død i 1808, ble han begravet i en kiste av støpejern han hadde designet.
3. Boremaskiner har gitt betydelige bidrag til Watts dampmaskin. Hvis det ikke fantes dampmaskiner, ville den første bølgen av industriell revolusjon ikke ha skjedd på den tiden. Utviklingen og anvendelsen av selve dampmaskinen, i tillegg til nødvendige sosiale muligheter, krever også noen teknologiske forutsetninger som ikke kan ignoreres, fordi det å produsere komponentene til dampmaskinen er langt fra så enkelt som snekkere som hogger ved. Metall må lages i spesielle former, og presisjonskravene for bearbeiding er høye. Uten tilsvarende teknisk utstyr kan det ikke oppnås. For eksempel, ved produksjon av dampmotorsylindere og stempler, kan presisjonen til den ytre diameteren som kreves under stempelfremstillingsprosessen måles fra utsiden mens du skjærer, men for å møte presisjonskravene til sylinderens indre diameter, er det ikke lett å oppnå ved bruk av generelle bearbeidingsmetoder.
Smith var den mest fremragende mekaniske teknikeren på 1700-tallet. Smith designet totalt 43 vann- og vindturbinutstyr. Da han lagde en dampmaskin, var Smiths mest utfordrende oppgave å bearbeide sylindrene. Det er ganske vanskelig å maskinere den indre sirkelen til en stor sylinder til en sirkel. Av denne grunn laget Smith et spesielt maskinverktøy for å kutte den indre sirkelen til en sylinder ved Karen Iron Works. Denne typen boremaskin, drevet av et vannhjul, er utstyrt med et skjæreverktøy i forenden av den lange akselen, som kan rotere inne i sylinderen for å bearbeide dens indre sirkel. På grunn av installasjonen av skjæreverktøyet på den fremre enden av den lange akselen, kan problemer som akselavbøyning oppstå, noe som gjør det svært vanskelig å maskinere en virkelig sirkulær sylinder. Av denne grunn måtte Smith endre posisjonen til sylinderen flere ganger for maskinering.
Den kjedelige maskinen oppfunnet av Wilkinson i 1774 spilte en betydelig rolle i å løse dette problemet. Denne typen boremaskin bruker et vannhjul for å rotere materialsylinderen og justere den med det midtre faste verktøyet for fremdrift. På grunn av den relative bevegelsen mellom verktøyet og materialet, bores materialet inn i sylindriske hull med høy nøyaktighet. På den tiden ble en sylinder med en diameter på 72 tommer laget ved hjelp av en kjedelig maskin, med en feil som ikke oversteg tykkelsen på en sekspenningsmynt. Med moderne teknologi er dette en betydelig feilmargin, men under forholdene på den tiden var det allerede ganske utfordrende å nå dette nivået.
Imidlertid søkte ikke Wilkinsons oppfinnelse patentbeskyttelse, og folk imiterte og installerte den etter hverandre. I 1802 snakket Watt også om Wilkinsons oppfinnelse i boken sin og replikerte den i Soho-jernfabrikken hans. I fremtiden brukte Watt også Wilkinsons magiske maskin til å produsere sylindrene og stemplene til dampmaskiner. Opprinnelig, for stempelet, var det mulig å måle størrelsen mens man kuttet på utsiden, men for sylinderen var det ikke så enkelt og måtte gjøres med en kjedelig maskin. På den tiden brukte Watt et vannhjul for å rotere en metallsylinder og skyve et sentralt festet verktøy fremover for å kutte innsiden av sylinderen. Som et resultat hadde en sylinder med en diameter på 75 tommer en feil på mindre enn en mynts tykkelse, som var veldig avansert i feltet.
4. Fødselen av boremaskiner for arbeidsbordløfting (Hutton, 1885) I de følgende tiårene ble det gjort mange forbedringer på Wilkinsons boremaskiner. I 1885 produserte Hutton i England en arbeidsbordløftboremaskin, som var blitt prototypen på moderne boremaskiner.
3, Fresemaskin
På 1800-tallet oppfant britene bore- og høvlemaskiner for behovene til den industrielle revolusjonen som dampmaskinen, mens amerikanerne fokuserte på oppfinnelsen av fresemaskiner for å produsere et stort antall våpen. En fresemaskin er en maskin med freser av ulike former, som kan kutte arbeidsstykker av spesielle former, som spiralspor, girformer, etc.
Allerede i 1664 stolte den britiske vitenskapsmannen Hooke på roterende sirkulære skjæreverktøy for å lage en maskin for skjæring, som kunne betraktes som en primitiv fresemaskin, men på den tiden reagerte ikke samfunnet entusiastisk på det. På 1840-tallet designet Pratt den såkalte Lincoln-fresen. Selvfølgelig er den som virkelig etablerte posisjonen til fresemaskiner innen maskinproduksjon, amerikanske Whitney.
1. Den første ordinære fresemaskinen (Whitney, 1818) I 1818 produserte Whitney verdens første ordinære fresemaskin, men patentet for fresemaskinen ble oppnådd av den britiske oppfinneren Bodmer (oppfinneren av portalhøvelen med en verktøymatingsanordning) i 1839. På grunn av de høye prisene på fresemaskiner var det ikke mange henvendelser på den tiden.
Den første universelle fresemaskinen (Brown, 1862) ble aktiv igjen i USA etter en periode med stillhet. Derimot kan Whitney og Pratt bare sies å ha lagt grunnlaget for oppfinnelsen og anvendelsen av fresemaskiner, og den sanne prestasjonen med å finne opp fresemaskiner som kan brukes til ulike fabrikkoperasjoner burde tilhøre den amerikanske ingeniøren Joseph Brown.
I 1862 produserte Brown fra USA verdens tidligste universalfresemaskin, som var en banebrytende prestasjon ved å være utstyrt med universelle indekseringsskiver og omfattende freser. Arbeidsbenken til en universalfresemaskin kan rotere en viss vinkel i horisontal retning og er utstyrt med tilbehør som et endefreshode. Den universelle fresemaskinen han designet var svært vellykket da den ble stilt ut på Paris-utstillingen i 1867. Samtidig designet Brown også en formet freser som ikke ville deformeres selv etter sliping, og produserte deretter en slipemaskin for freser som brakte fresemaskinen til sitt nåværende nivå.
4, Høvlemaskin
I prosessen med oppfinnelsen er mange ting ofte komplementære og relaterte: For å produsere en dampmaskin er det nødvendig med en kjedelig maskin for å hjelpe; Etter oppfinnelsen av dampmaskinen ble det etterlyst portalhøvelen med tanke på prosesskrav. Det kan sies at oppfinnelsen av dampmaskinen førte til utviklingen av den "arbeidende modermaskinen" fra kjedelige maskiner og dreiebenker til design av portalhøvler. Faktisk er en høvel en type metallhøvel.
1. Gantryhøvelen for bearbeiding av store flate flater (1839) ble utviklet av mange teknikere fra tidlig på 1800-tallet på grunn av behovet for flat maskinering av dampmotorventilseter. Blant dem var Richard Robert, Richard Pratt, James Fox og Joseph Clement, som uavhengig produserte portalhøvler innen 25 år fra og med 1814. Denne typen portalhøvler brukes til å feste det behandlede objektet på en frem- og tilbakegående plattform, og høvelen kutter en siden av det behandlede objektet. Imidlertid har denne typen høvler ennå ikke en bladmatingsanordning og er i ferd med å gå over fra et "verktøy" til en "maskin". I 1839 designet en britisk mann ved navn Bodmore endelig en portalhøvel med en knivmatingsanordning.
2. Kuhodehøvelen for bearbeiding av små flate flater. En annen britisk mann, Nesmith, oppfant og produserte kuhodehøvelen for bearbeiding av små flate overflater innen 40 år fra 1831. Den kan feste den bearbeidede gjenstanden på sengen mens skjæreverktøyet beveger seg frem og tilbake.
Senere, på grunn av forbedring av verktøy og fremveksten av elektriske motorer, utviklet portalhøvler seg mot høyhastighetsskjæring og høy presisjon på den ene siden, og mot storskala produksjon på den andre siden.
5, Slipemaskin
Sliping er en eldgammel teknologi kjent for mennesker siden antikken. I paleolittisk tid ble denne teknologien brukt til å slipe steinverktøy. I fremtiden, med bruk av metallverktøy, har utviklingen av slipeteknologi blitt fremmet. Å designe kjente slipemaskiner er imidlertid fortsatt en moderne ting, selv på begynnelsen av 1800-tallet brukte folk fortsatt roterende naturlige slipesteiner for å få dem i kontakt med den bearbeidede gjenstanden for sliping.
1. First Grinding Machine (1864) I 1864 produserte USA verdens første slipemaskin, som var en enhet som installerte slipeskiver på glidevognen til en dreiebenk og utstyrte den med automatgir. Etter 12 år oppfant Brown fra USA en universalkvern som var nær moderne slipemaskiner.
2. Den første boremaskinen (Whitworth, 1862). Rundt 1850 var tyske Mattignoni den første som laget Fried Dough Twists-bor for metallboring; På den internasjonale utstillingen som ble holdt i London, England i 1862, stilte den britiske mannen Whitworth ut en boremaskin med en skapramme i støpejern drevet av kraft, som ble prototypen på moderne boremaskiner.
I fremtiden vil ulike boremaskiner dukke opp etter hverandre, inkludert vippearmsboremaskiner, boremaskiner utstyrt med automatiske matemekanismer og fleraksede boremaskiner som kan bore flere hull samtidig. På grunn av forbedringer i verktøymaterialer og bor, samt bruk av elektriske motorer, har det endelig blitt produsert store høyytelsesboremaskiner.