Справочники. Словари. Энциклопедии

 Энциклопедический словарь юного техника

Долгое время орудия труда, предметы быта, оружие изготовлялись из металла литьем, ковкой и ручным резанием (см. Слесарные работы). Хотя эти методы широко используются и в настоящее время, жизнь все более и более настойчиво требовала заменить ручное резание металлов механическим. И в XII в. появились первые металлорежущие станки, позволившие значительно расширить возможности резания металлов, несмотря на то что привод их был ручным. Дальнейшее совершенствование металлорежущих станков во многом обязано совершенствованию привода. В XIV в. приводить в действие станки начинают водяные колеса, а позже — паровые машины. Однако громоздкость и высокая их стоимость не позволяли делать привод к каждому станку — от одной паровой машины работало много станков, и если машина выходила из строя, то останавливались сразу все станки. Лишь изобретение и совершенствование электродвигателей, развитие электроэнергетики сделали металлорежущий станок самостоятельной машиной. Более того, многие современные станки имеют по нескольку двигателей, что повышает экономичность, эффективность и оперативность обработки.

Что же представляют собой и чем различаются современные металлорежущие станки? Основное их различие заключено, в способе (схеме) резания (см. Резание металлов). Наиболее старый способ резания — точение производится резцом. При этом способе обработки деталь вращается, а резец перемещается поступательно. Станки, в которых используется такая схема резания, называются токарными. Почти одновременно с токарными станками появились станки для обработки цилиндрических отверстий — сверлильные станки. Отверстия обрабатывают, как правило, в неподвижных деталях вращающимся сверлом. Плоские поверхности получают строганием на строгальных станках. В этом способе резец (или деталь) совершает возвратно-поступательное движение, а деталь (или резец) неподвижна. Другой, и очень распространенный, способ обработки плоскостей — фрезерование осуществляется фрезой. Эскиз фрезы был нарисован еще Леонардо да Винчи.  Фреза  представляет  собой  несколько расположенных по окружности резцов. При фрезеровании инструмент вращается, а заготовка движется поступательно. Фрезерование выполняется   на   фрезерных    станках.

Современные металлорежущие инструменты — резцы, сверла, фрезы, изготовляемые из твердых материалов — специальных сталей и сплавов, значительно превосходят по своим свойствам первобытный кремневый резец. Однако в конце XIX в. о камне вспомнили снова: в 1874 г. был создан шлифовальный станок. Первые шлифовальные инструменты (абразивные инструменты) изготовлялись из природного камня, стоили дорого, были не очень высокого качества, и шлифование использовалось редко. Положение резко изменилось, когда в 1893 г. был изобретен искусственный абразив — корунд, материал, немногим уступающий по твердости алмазу. Когда же был изобретен способ получения искусственного алмаза и появился алмазно-абразивный инструмент, роль шлифования еще больше возросла. С помощью шлифования можно получать детали самой разнообразной формы, а поверхности — очень высокого качества. При шлифовании абразивный круг обычно быстро вращается, а деталь движется поступательно, вращается или неподвижна (в этом случае поступательно движется вращающийся круг).

Перечисленные выше станки — основа большого семейства разнообразных металлорежущих станков: универсальных, на которых можно   обрабатывать   разнообразные  детали, и специальных—для обработки изделий одного типа и размера. Бывают еще агрегатные станки, станки с программным управлением, автоматически выполняющие обработку детали, и самонастраивающиеся станки, способные самостоятельно менять условия работы, если, например, получающиеся в процессе обработки размеры детали не соответствуют заданным (см. Станок-автомат).

Как же устроен станок? Для более близкого знакомства со станком рассмотрим конструкцию универсального токарно-винторезного станка — представителя наиболее распространенной группы станков — токарной. Прежде всего надо помнить, что станок — это машина. Как и у всякой машины, у него есть рабочие органы — суппорт (приспособление для крепления резца) и шпиндель (приспособление для крепления детали), двигатель и п е -редачи (см. Механизм) —устройства для передачи движения от двигателя к рабочим органам.

Все узлы и детали станка крепятся на ста -н и н е. Есть у станка передняя   и   задняя бабки — части станка, которые служат опорой для шпинделя, инструмента или приспособлений, и шпиндель. В передней бабке устанавливается коробка скоростей, предназначенная для передачи движения от двигателя к шпинделю и представляющая собой набор валов с закрепленными на них шестернями. Переключая шестерни, можно менять частоту вращения шпинделя при неизменной частоте вращения вала двигателя (см. Валы и оси машины). В передней же бабке располагается коробка передач, почти такой же механизм, как и коробка скоростей, предназначенная для передачи от нее вращения ходовому валику или ходовому винту. Ходовой валик и ходовой винт предназначены для "механического перемещения суппорта, на котором крепится резец, они позволяют согласовать скорость движения резца с частотой вращения детали. Иными словами, ходовой валик и ходовой винт позволяют устанавливать либо режимы резания металла (включается ходовой валик), либо шаг резьбы (включается ходовой винт).

Первый в мире токарно-винторезный станок с механическим суппортом и сменными шестернями ьбыл создан русским изобретателем А. К. Нартовым в 1734 г.

Мы остановились на устройстве станка лишь одного типа, а в современной промышленности работает огромное количество станков различного вида и назначения. Достаточно сказать, что в СССР ежегодно выпускаются свыше 200 тыс. металлорежущих станков, способных обрабатывать детали различной формы и размеров. С каждым годом растут требования к металлорежущим танкам, их точности, степени автоматизации. Современным рабочим-станочникам — токарям, фрезеровщикам уже мало знаний, даваемых средней общеобразовательной школой, а тем, кто обслуживает станки с числовым программным управлением, необходимы и инженерные знания.

Тысячи советских рабочих-станочников показывают образцы истинно творческого отношения к делу. И недаром многие из них носят высокое звание Героя Социалистического Труда.

Обработка металла

Классификация металлорежущих станков

Понятие об устройстве металлорежущих станков

Работа с металлами

Правка и гнутье металла

Рубка металла

Резание металла

Опиловка металла

Сверление отверстий в металле

Нарезание резьбы

Соединение металлических деталей

Токарные станки

Работа на сверлильных станках