Secondo il metodo di preparazione dei modelli di macchine utensili, le macchine utensili sono suddivise in 11 categorie: torni, foratrici, alesatrici, rettificatrici, macchine per la lavorazione degli ingranaggi, filettatrici, fresatrici, pialle stozzatrici, brocciatrici, segatrici e altro macchine utensili.In ogni tipo di macchina utensile, è suddiviso in diversi gruppi in base alla gamma di processo, al tipo di layout e alle prestazioni strutturali, e ciascun gruppo è suddiviso in diverse serie.Oggi l'editore vi parlerà delle storie storiche di torni, alesatrici e fresatrici.
1. Tornio
Un tornio è una macchina utensile che utilizza principalmente uno strumento di tornitura per girare un pezzo rotante.Sul tornio è possibile utilizzare anche punte, alesatori, alesatori, maschi, filiere e godroni per la corrispondente lavorazione.I torni sono utilizzati principalmente per la lavorazione di alberi, dischi, manicotti e altri pezzi con superfici rotanti e sono il tipo di macchina utensile più utilizzato nelle officine di produzione e riparazione di macchinari.
1. Il “tornio ad arco” di antiche carrucole e tiranti ad arco.Già nell'antico Egitto, le persone hanno inventato la tecnologia per girare il legno con uno strumento ruotandolo attorno al suo asse centrale.All'inizio, le persone usavano due tronchi in piedi come supporti per erigere il legno da girare, usare la forza elastica dei rami per far rotolare la corda sul legno, tirare la corda con la mano o con il piede per girare il legno e tenere il coltello per taglio.
Questo antico metodo si è gradualmente evoluto e sviluppato in due o tre giri della fune sulla puleggia, la fune è sostenuta su un'asta elastica piegata a forma di arco e l'arco viene spinto e tirato avanti e indietro per ruotare l'oggetto lavorato per tornitura, che è il “tornio ad arco”.
2. Albero motore medievale e "tornio a pedale" con trasmissione a volano.Nel Medioevo qualcuno progettò un "tornio a pedale" che utilizzava un pedale per ruotare l'albero motore e azionare il volano, quindi guidarlo sull'albero principale per farlo ruotare.A metà del XVI secolo, un designer francese di nome Besson progettò un tornio per girare le viti con un'asta di vite per far scorrere l'utensile.Sfortunatamente, questo tornio non è stato reso popolare.
3. Nel Settecento nacquero le scatole da comodino e i mandrini.Nel XVIII secolo, qualcun altro ha progettato un tornio che utilizza un pedale e una biella per ruotare l'albero motore, che può immagazzinare l'energia cinetica rotazionale sul volano, e sviluppato dalla rotazione diretta del pezzo in lavorazione a una paletta rotante, che è un Il mandrino per tenere il pezzo in lavorazione.
4. Nel 1797, l'inglese Maudsley ha inventato l'epocale tornio per utensili, che ha una vite di comando di precisione e ingranaggi intercambiabili.
Maudsley nacque nel 1771 e all'età di 18 anni era il braccio destro dell'inventore Brammer.Si dice che Brammer fosse sempre stato un contadino, e quando aveva 16 anni un incidente gli causò una disabilità alla caviglia destra, quindi dovette passare alla lavorazione del legno, che non era molto mobile.La sua prima invenzione fu lo sciacquone nel 1778. Maudsley iniziò ad aiutare Brahmer a progettare presse idrauliche e altri macchinari fino a quando lasciò Brahmer all'età di 26 anni, perché Brahmer rifiutò sgarbatamente la proposta di Moritz di richiedere un aumento salariale superiore a 30 scellini a settimana.
Nello stesso anno in cui Maudsley lasciò Brammer, costruì il suo primo tornio a filettare, un tornio interamente in metallo con portautensili e contropunta in grado di muoversi lungo due binari paralleli.La superficie di guida del binario di guida è triangolare e quando il mandrino ruota, la vite di comando viene azionata per spostare lateralmente il portautensili.Questo è il meccanismo principale dei torni moderni, con cui si possono tornire viti metalliche di precisione di qualsiasi passo.
Tre anni dopo, Maudsley costruì un tornio più completo nella sua officina, con ingranaggi intercambiabili che modificavano la velocità di avanzamento e il passo dei filetti in lavorazione.Nel 1817, un altro inglese, Roberts, adottò un meccanismo a puleggia a quattro stadi e ruota posteriore per cambiare la velocità del mandrino.Ben presto furono introdotti torni più grandi, che contribuirono all'invenzione della macchina a vapore e di altri macchinari.
5. La nascita di vari torni speciali Per migliorare il grado di meccanizzazione e automazione, Fitch negli Stati Uniti inventò nel 1845 un tornio a torretta;nel 1848 apparve negli Stati Uniti un tornio a ruota;nel 1873, Spencer negli Stati Uniti realizzò torni automatici ad albero singolo, e presto realizzò torni automatici a tre assi;all'inizio del XX secolo apparvero torni con trasmissioni ad ingranaggi azionate da motori separati.Grazie all'invenzione dell'acciaio per utensili ad alta velocità e all'applicazione di motori elettrici, i torni sono stati continuamente migliorati e hanno finalmente raggiunto il livello moderno di alta velocità e alta precisione.
Dopo la prima guerra mondiale, a causa delle esigenze delle industrie di armi, automobili e altri macchinari, si svilupparono rapidamente vari torni automatici ad alta efficienza e torni specializzati.Per migliorare la produttività di piccoli lotti di pezzi, alla fine degli anni '40 furono promossi torni con dispositivi idraulici di profilatura e, contemporaneamente, furono sviluppati anche torni multiutensile.A metà degli anni '50 furono sviluppati torni controllati da programma con schede perforate, piastre di chiusura e quadranti.La tecnologia CNC iniziò ad essere utilizzata nei torni negli anni '60 e si sviluppò rapidamente dopo gli anni '70.
6. I torni si suddividono in varie tipologie a seconda degli usi e delle funzioni.
Il tornio ordinario ha una vasta gamma di oggetti di lavorazione e la gamma di regolazione della velocità e dell'avanzamento del mandrino è ampia e può elaborare le superfici interne ed esterne, le facce terminali e le filettature interne ed esterne del pezzo.Questo tipo di tornio viene azionato principalmente manualmente da operai, con bassa efficienza produttiva, ed è adatto per officine di produzione e riparazione di pezzi singoli, piccoli lotti.
I torni a torretta e i torni rotativi dispongono di supporti per utensili a torretta o supporti per utensili rotanti che possono contenere più utensili e i lavoratori possono utilizzare strumenti diversi per completare vari processi in un unico bloccaggio del pezzo, che è adatto per la produzione di massa.
Il tornio automatico può completare automaticamente l'elaborazione multiprocesso di pezzi di piccole e medie dimensioni secondo un determinato programma, può caricare e scaricare automaticamente i materiali ed elaborare ripetutamente un lotto degli stessi pezzi, adatto per la produzione di massa.
I torni semiautomatici multiutensile si dividono in monoasse, multiasse, orizzontale e verticale.La disposizione del tipo orizzontale ad asse singolo è simile a quella di un normale tornio, ma i due set di supporti per utensili sono installati rispettivamente sulla parte anteriore e posteriore o su e giù dell'albero principale e vengono utilizzati per lavorare dischi, anelli e pezzi dell'albero e la loro produttività è da 3 a 5 volte superiore a quella dei normali torni.
Il tornio profilatore può completare automaticamente il ciclo di lavorazione del pezzo imitando la forma e le dimensioni della dima o del campione.È adatto per la produzione di piccoli lotti e lotti di pezzi con forme complesse e la produttività è da 10 a 15 volte superiore a quella dei normali torni.Esistono portautensili multiuso, multiasse, tipo mandrino, tipo verticale e altri tipi.
Il mandrino del tornio verticale è perpendicolare al piano orizzontale, il pezzo è bloccato sulla tavola rotante orizzontale e il supporto dell'utensile si sposta sulla trave o sulla colonna.È adatto per la lavorazione di pezzi grandi e pesanti che sono difficili da installare sui normali torni.Generalmente si dividono in due categorie: monocolonna e doppiacolonna.
Mentre il tornio a denti di pala sta girando, il portautensili si muove periodicamente in direzione radiale, che viene utilizzato per formare le superfici dei denti di frese per carrelli elevatori, frese per creatori, ecc. il motore elettrico allevia la superficie del dente.
I torni specializzati sono torni utilizzati per lavorare superfici specifiche di determinati tipi di pezzi, come torni per alberi a gomiti, torni per alberi a camme, torni per ruote, torni per assi, torni per rulli e torni per lingotti.
Il tornio combinato viene utilizzato principalmente per la lavorazione di tornitura, ma dopo aver aggiunto alcune parti e accessori speciali, può anche eseguire alesatura, fresatura, foratura, inserimento, rettifica e altre lavorazioni.Ha le caratteristiche di "una macchina con più funzioni" ed è adatto per veicoli di ingegneria, navi o lavori di riparazione mobili presso la stazione di riparazione.
2. Alesatrice
Sebbene l'industria delle officine sia relativamente arretrata, ha formato e prodotto molti artigiani.Sebbene non siano esperti nella costruzione di macchine, possono realizzare tutti i tipi di utensili manuali, come coltelli, seghe, aghi, trapani, coni, smerigliatrici, alberi, manicotti, ingranaggi, telai del letto, ecc., infatti, le macchine sono assemblate da queste parti.
1. Il primo progettista dell'alesatrice: l'alesatrice Da Vinci è conosciuta come la "Madre delle macchine".Parlando di macchine noiose, dobbiamo prima parlare di Leonardo da Vinci.Questa figura leggendaria potrebbe essere stata il progettista delle prime alesatrici per la lavorazione dei metalli.L'alesatrice da lui progettata è azionata idraulicamente oa pedale, l'utensile di alesatura ruota vicino al pezzo e il pezzo è fissato su una tavola mobile azionata da una gru.Nel 1540 un altro pittore dipinse un quadro di “Pirotecnica” con lo stesso disegno di una macchina foratrice, che all'epoca veniva utilizzata per rifinire le fusioni cave.
2. La prima alesatrice nata per la lavorazione delle canne dei cannoni (Wilkinson, 1775).Nel XVII secolo, a causa delle esigenze militari, lo sviluppo della produzione di cannoni fu molto rapido e come fabbricare la canna del cannone divenne un grosso problema che le persone dovevano risolvere con urgenza.
La prima vera alesatrice al mondo è stata inventata da Wilkinson nel 1775. In effetti, l'alesatrice di Wilkinson è, per la precisione, una perforatrice in grado di lavorare con precisione i cannoni, una barra di alesatura cilindrica cava montata su cuscinetti alle due estremità.
Nato in America nel 1728, Wilkinson si trasferì nello Staffordshire all'età di 20 anni per costruire la prima fornace di ferro di Bilston.Per questo motivo, Wilkinson è stato chiamato il "maestro fabbro dello Staffordshire".Nel 1775, all'età di 47 anni, Wilkinson lavorò duramente nella fabbrica di suo padre per creare questa nuova macchina in grado di perforare canne di cannone con rara precisione.È interessante notare che, dopo la morte di Wilkinson nel 1808, fu sepolto in una bara di ghisa di sua progettazione.
3. La macchina alesatrice ha dato un contributo importante al motore a vapore di Watt.La prima ondata della rivoluzione industriale non sarebbe stata possibile senza il motore a vapore.Per lo sviluppo e l'applicazione della macchina a vapore stessa, oltre alle necessarie opportunità sociali, non possono essere ignorati alcuni prerequisiti tecnici, perché la fabbricazione delle parti della macchina a vapore non è facile come il taglio del legno da parte di un falegname.È necessario modellare alcune parti metalliche speciali e i requisiti di precisione della lavorazione sono elevati, cosa che non può essere raggiunta senza l'attrezzatura tecnica corrispondente.Ad esempio, nella fabbricazione del cilindro e del pistone di un motore a vapore, la precisione del diametro esterno richiesta nel processo di fabbricazione del pistone può essere tagliata dall'esterno durante la misurazione delle dimensioni, ma per soddisfare i requisiti di precisione del diametro interno diametro del cilindro, non è facile utilizzare metodi di elaborazione generali..
Smithton era il miglior meccanico del diciottesimo secolo.Smithton ha progettato ben 43 pezzi di attrezzature per mulini ad acqua e vento.Quando si è trattato di realizzare la macchina a vapore, la cosa più difficile per Smithon è stata la lavorazione del cilindro.È abbastanza difficile lavorare a macchina un cerchio interno di un cilindro grande in un cerchio.A tal fine, Smithton ha realizzato una macchina utensile speciale per il taglio dei cerchi interni dei cilindri presso la Cullen Iron Works.Questo tipo di alesatrice, alimentata da una ruota idraulica, è dotata di un utensile all'estremità anteriore del suo asse lungo e l'utensile può essere ruotato nel cilindro per elaborare il suo cerchio interno.Poiché l'utensile è installato all'estremità anteriore dell'albero lungo, ci saranno problemi come la flessione dell'albero, quindi è molto difficile lavorare un cilindro veramente circolare.A tal fine, Smithton ha dovuto cambiare più volte la posizione del cilindro per la lavorazione.
La noiosa macchina inventata da Wilkinson nel 1774 ha svolto un ruolo importante in questo problema.Questo tipo di alesatrice utilizza la ruota idraulica per ruotare il cilindro del materiale e spingerlo verso l'utensile fisso al centro.A causa del movimento relativo tra l'utensile e il materiale, il materiale viene perforato in un foro cilindrico con elevata precisione.A quel tempo, una noiosa macchina veniva utilizzata per realizzare un cilindro con un diametro di 72 pollici all'interno dello spessore di una moneta da sei penny.Misurato con la tecnologia moderna, questo è un grosso errore, ma nelle condizioni dell'epoca non era facile raggiungere questo livello.
Tuttavia, l'invenzione di Wilkinson non è stata brevettata e la gente l'ha copiata e installata.Nel 1802 Watt scrisse anche dell'invenzione di Wilkinson, che copiò nella sua ferriera di Soho.Successivamente, quando Watt realizzò i cilindri e i pistoni della macchina a vapore, utilizzò anche questa straordinaria macchina di Wilkinson.Si è scoperto che per il pistone è possibile misurare le dimensioni durante il taglio, ma non è così semplice per il cilindro e deve essere utilizzata una foratrice.A quel tempo, Watt utilizzava la ruota idraulica per ruotare il cilindro di metallo, in modo che lo strumento centrale fisso venisse spinto in avanti per tagliare l'interno del cilindro.Di conseguenza, l'errore del cilindro con un diametro di 75 pollici era inferiore allo spessore di una moneta.È molto avanzato.
4. La nascita dell'alesatrice a sollevamento tavola (Hutton, 1885) Nei decenni successivi sono state apportate numerose migliorie all'alesatrice Wilkinson.Nel 1885, Hutton nel Regno Unito ha prodotto la foratrice a sollevamento da tavolo, che è diventata il prototipo della moderna alesatrice.
3. Fresatrice
Nel XIX secolo, gli inglesi inventarono la macchina noiosa e la pialla per le esigenze della rivoluzione industriale come il motore a vapore, mentre gli americani si concentrarono sull'invenzione della fresatrice per produrre un gran numero di armi.Una fresatrice è una macchina con frese di varie forme, che può tagliare pezzi con forme speciali, come scanalature elicoidali, forme di ingranaggi, ecc.
Già nel 1664 lo scienziato britannico Hook creò una macchina per il taglio affidandosi a frese circolari rotanti.Questa può essere considerata la fresatrice originale, ma a quel tempo la società non ha risposto con entusiasmo.Negli anni Quaranta dell'Ottocento Pratt progettò la cosiddetta fresatrice Lincoln.Naturalmente, colui che ha davvero stabilito lo status delle fresatrici nella produzione di macchine è stato l'americano Whitney.
1. La prima fresatrice ordinaria (Whitney, 1818) Nel 1818, Whitney realizzò la prima fresatrice ordinaria al mondo, ma il brevetto per la fresatrice era British Bodmer (con un dispositivo di alimentazione dell'utensile).L'inventore della piallatrice a portale) "acquisì" nel 1839. A causa dell'elevato costo delle fresatrici, a quel tempo non c'erano molte persone interessate.
2. La prima fresatrice universale (Brown, 1862) Dopo un periodo di silenzio, la fresatrice è tornata attiva negli Stati Uniti.Al contrario, si può solo dire che Whitney e Pratt abbiano gettato le basi per l'invenzione e l'applicazione della fresatrice, e il merito di aver veramente inventato una fresatrice che può essere applicata a varie operazioni in fabbrica va attribuito all'ingegnere americano Giuseppe Marrone.
Nel 1862, Brown negli Stati Uniti ha prodotto la prima fresatrice universale al mondo, che è un'innovazione epocale nella fornitura di dischi di indexaggio universali e frese complete.La tavola della fresatrice universale può ruotare di un certo angolo in direzione orizzontale e dispone di accessori come una testa di fresatura frontale.La sua "fresatrice universale" ebbe un grande successo quando fu esposta all'Esposizione di Parigi nel 1867. Allo stesso tempo, Brown progettò anche una fresa sagomata che non si deformasse dopo la molatura, e poi realizzò una rettificatrice per rettificare la fresatura taglierina, portando la fresatrice al livello attuale.
Tempo di pubblicazione: giu-02-2022