Entsprechend der Erstellungsmethode von Werkzeugmaschinenmodellen werden Werkzeugmaschinen in 11 Kategorien unterteilt: Drehmaschinen, Bohrmaschinen, Bohrmaschinen, Schleifmaschinen, Zahnradbearbeitungsmaschinen, Gewindeschneidmaschinen, Fräsmaschinen, Hobelstoßmaschinen, Räummaschinen, Sägemaschinen und andere Werkzeugmaschinen.Jeder Werkzeugmaschinentyp ist je nach Prozessbereich, Layouttyp und struktureller Leistung in mehrere Gruppen unterteilt, und jede Gruppe ist in mehrere Serien unterteilt.Heute spricht der Herausgeber mit Ihnen über die historischen Geschichten von Drehmaschinen, Bohrmaschinen und Fräsmaschinen.
1. Drehmaschine
Eine Drehmaschine ist eine Werkzeugmaschine, die hauptsächlich ein Drehwerkzeug zum Drehen eines rotierenden Werkstücks verwendet.Auf der Drehmaschine können zur entsprechenden Bearbeitung auch Bohrer, Reibahlen, Reibahlen, Gewindebohrer, Matrizen und Rändelwerkzeuge eingesetzt werden.Drehmaschinen werden hauptsächlich zur Bearbeitung von Wellen, Scheiben, Hülsen und anderen Werkstücken mit rotierenden Oberflächen verwendet und sind die am weitesten verbreitete Art von Werkzeugmaschinen im Maschinenbau und in Reparaturwerkstätten.
1. Die „Bogendrehmaschine“ aus antiken Rollen und Bogenstangen.Bereits im alten Ägypten erfanden Menschen die Technologie, Holz mit einem Werkzeug zu drehen und es dabei um seine Mittelachse zu drehen.Zuerst benutzte man zwei stehende Baumstämme als Stützen, um das zu drehende Holz aufzurichten, nutzte die elastische Kraft der Äste, um das Seil auf das Holz zu rollen, zog mit der Hand oder dem Fuß am Seil, um das Holz zu drehen, und hielt das Messer fest Schneiden.
Diese alte Methode hat sich nach und nach weiterentwickelt und besteht aus zwei oder drei Windungen des Seils auf der Rolle, das Seil wird auf einem elastischen Stab getragen, der in eine Bogenform gebogen ist, und der Bogen wird hin und her gedrückt und gezogen, um das bearbeitete Objekt zu drehen Drehen, das ist die „Bogendrehmaschine“.
2. Mittelalterliche „Pedaldrehmaschine“ mit Kurbelwellen- und Schwungradantrieb.Im Mittelalter entwarf jemand eine „Pedaldrehmaschine“, die ein Pedal nutzte, um die Kurbelwelle zu drehen und das Schwungrad anzutreiben, und es dann zur Hauptwelle trieb, um sie zu drehen.Mitte des 16. Jahrhunderts entwarf ein französischer Designer namens Besson eine Drehmaschine zum Drehen von Schrauben mit einer Schraubenstange, um das Werkzeug gleiten zu lassen.Leider wurde diese Drehmaschine nicht populär.
3. Im 18. Jahrhundert wurden Nachtkästchen und Bettkästen geboren.Im 18. Jahrhundert entwarf jemand anderes eine Drehmaschine, die ein Fußpedal und eine Pleuelstange zum Drehen der Kurbelwelle verwendet, die die kinetische Rotationsenergie auf dem Schwungrad speichern kann, und entwickelte sich von der direkten Drehung des Werkstücks zu einem rotierenden Spindelstock, der a Das Spannfutter zum Halten des Werkstücks.
4. Im Jahr 1797 erfand der Engländer Maudsley die bahnbrechende Werkzeugständerdrehmaschine, die über eine Präzisionsgewindespindel und austauschbare Zahnräder verfügt.
Maudsley wurde 1771 geboren und war im Alter von 18 Jahren die rechte Hand des Erfinders Brammer.Es heißt, Brammer sei schon immer Landwirt gewesen und als er 16 Jahre alt war, erlitt er durch einen Unfall eine Behinderung am rechten Knöchel und musste auf die Holzverarbeitung umsteigen, die nicht sehr mobil war.Seine erste Erfindung war die Spültoilette im Jahr 1778. Maudsley begann, Brahmer bei der Konstruktion hydraulischer Pressen und anderer Maschinen zu helfen, bis er Brahmer im Alter von 26 Jahren verließ, weil Brahmer Moritz‘ Vorschlag, eine Lohnerhöhung auf über 30 Schilling pro Woche zu beantragen, rüde ablehnte.
Im selben Jahr, in dem Maudsley Brammer verließ, baute er seine erste Gewindedrehmaschine, eine Ganzmetalldrehmaschine mit einem Werkzeughalter und einem Reitstock, der sich entlang zweier paralleler Schienen bewegen konnte.Die Führungsfläche der Führungsschiene ist dreieckig, und wenn sich die Spindel dreht, wird die Leitspindel angetrieben, um den Werkzeughalter seitlich zu bewegen.Dies ist der Hauptmechanismus moderner Drehmaschinen, mit dem präzise Metallschrauben jeder Steigung gedreht werden können.
Drei Jahre später baute Maudsley in seiner eigenen Werkstatt eine komplettere Drehmaschine mit austauschbaren Zahnrädern, die den Vorschub und die Steigung der zu bearbeitenden Gewinde veränderten.Im Jahr 1817 führte ein anderer Engländer, Roberts, einen vierstufigen Riemenscheiben- und Hinterradmechanismus ein, um die Spindelgeschwindigkeit zu ändern.Bald wurden größere Drehmaschinen eingeführt, die zur Erfindung der Dampfmaschine und anderer Maschinen beitrugen.
5. Die Geburt verschiedener Spezialdrehmaschinen Um den Grad der Mechanisierung und Automatisierung zu verbessern, erfand Fitch in den Vereinigten Staaten 1845 eine Revolverdrehmaschine;1848 erschien in den Vereinigten Staaten eine Raddrehmaschine;1873 stellte Spencer in den Vereinigten Staaten automatische Drehmaschinen mit einer Welle her, und bald stellte er automatische Drehmaschinen mit drei Achsen her.Zu Beginn des 20. Jahrhunderts erschienen Drehmaschinen mit Zahnradgetrieben, die von separaten Motoren angetrieben wurden.Durch die Erfindung des Schnellarbeitsstahls und den Einsatz von Elektromotoren wurden Drehmaschinen kontinuierlich verbessert und erreichten schließlich das moderne Niveau hoher Geschwindigkeit und hoher Präzision.
Nach dem Ersten Weltkrieg entwickelten sich aufgrund der Bedürfnisse der Rüstungs-, Automobil- und anderen Maschinenindustrie rasch verschiedene hocheffiziente Drehautomaten und Spezialdrehmaschinen.Um die Produktivität von Kleinserien von Werkstücken zu verbessern, wurden Ende der 1940er Jahre Drehmaschinen mit hydraulischen Profiliervorrichtungen gefördert und gleichzeitig auch Mehrwerkzeugdrehmaschinen entwickelt.Mitte der 1950er Jahre wurden programmgesteuerte Drehmaschinen mit Lochkarten, Klinkenplatten und Zifferblättern entwickelt.Die CNC-Technologie wurde erstmals in den 1960er-Jahren in Drehmaschinen eingesetzt und entwickelte sich nach den 1970er-Jahren rasant weiter.
6. Drehmaschinen werden je nach Verwendungszweck und Funktion in verschiedene Typen eingeteilt.
Die gewöhnliche Drehmaschine verfügt über ein breites Spektrum an Bearbeitungsobjekten, der Einstellbereich der Spindeldrehzahl und des Vorschubs ist groß und sie kann die Innen- und Außenflächen, Endflächen sowie Innen- und Außengewinde des Werkstücks bearbeiten.Diese Art von Drehmaschine wird hauptsächlich manuell von Arbeitern bedient, weist eine geringe Produktionseffizienz auf und eignet sich für Einzelstück-, Kleinserienfertigungs- und Reparaturwerkstätten.
Revolverdrehmaschinen und Rotationsdrehmaschinen verfügen über Revolver-Werkzeugablagen oder rotierende Werkzeugablagen, die mehrere Werkzeuge aufnehmen können, und Arbeiter können verschiedene Werkzeuge verwenden, um verschiedene Prozesse in einer Aufspannung des Werkstücks durchzuführen, was für die Massenproduktion geeignet ist.
Der Drehautomat kann die Mehrprozessbearbeitung kleiner und mittlerer Werkstücke nach einem bestimmten Programm automatisch abschließen, Materialien automatisch laden und entladen und eine Charge derselben Werkstücke wiederholt bearbeiten, was für die Massenproduktion geeignet ist.
Halbautomatische Mehrwerkzeug-Drehmaschinen werden in einachsige, mehrachsige, horizontale und vertikale Drehmaschinen unterteilt.Der Aufbau des einachsigen horizontalen Typs ähnelt dem einer gewöhnlichen Drehmaschine, die beiden Sätze von Werkzeugauflagen sind jedoch vorne und hinten bzw. oben und unten an der Hauptwelle angebracht und dienen der Bearbeitung von Scheiben, Ringe und Wellenwerkstücke, und ihre Produktivität ist drei- bis fünfmal höher als die herkömmlicher Drehmaschinen.
Die Profildrehmaschine kann den Bearbeitungszyklus des Werkstücks automatisch abschließen, indem sie die Form und Größe der Schablone oder des Musters nachahmt.Sie eignet sich für die Kleinserien- und Serienfertigung von Werkstücken mit komplexen Formen und die Produktivität ist 10 bis 15 Mal höher als die herkömmlicher Drehmaschinen.Es gibt Multi-Werkzeughalter, Multi-Achsen-, Spannfutter-, Vertikal- und andere Typen.
Die Spindel der Vertikaldrehmaschine steht senkrecht zur Horizontalebene, das Werkstück wird auf dem horizontalen Drehtisch eingespannt und die Werkzeugauflage bewegt sich auf dem Balken oder der Säule.Es eignet sich für die Bearbeitung großer, schwerer Werkstücke, die auf herkömmlichen Drehmaschinen nur schwer zu montieren sind.Im Allgemeinen werden sie in zwei Kategorien unterteilt: einspaltig und zweispaltig.
Während sich die Schaufelzahndrehmaschine dreht, bewegt sich der Werkzeughalter regelmäßig in radialer Richtung hin und her, was zum Formen der Zahnoberflächen von Gabelfräsern, Wälzfräsern usw. verwendet wird. Normalerweise mit einem Hinterschliffaufsatz, einer kleinen Schleifscheibe, die von einem separaten angetrieben wird Elektromotor entlastet die Zahnoberfläche.
Spezialdrehmaschinen sind Drehmaschinen, die zur Bearbeitung spezifischer Oberflächen bestimmter Arten von Werkstücken verwendet werden, wie z. B. Kurbelwellendrehmaschinen, Nockenwellendrehmaschinen, Raddrehmaschinen, Achsdrehmaschinen, Walzendrehmaschinen und Blockdrehmaschinen.
Die kombinierte Drehmaschine wird hauptsächlich für die Drehbearbeitung verwendet, kann aber nach Hinzufügung einiger Spezialteile und Zubehör auch Bohren, Fräsen, Bohren, Einsetzen, Schleifen und andere Bearbeitungen durchführen.Es verfügt über die Eigenschaften „einer Maschine mit mehreren Funktionen“ und eignet sich für technische Fahrzeuge, Schiffe oder mobile Reparaturarbeiten an der Reparaturstation.
2. Bohrmaschine
Obwohl die Werkstattindustrie relativ rückständig ist, hat sie viele Handwerker ausgebildet und hervorgebracht.Obwohl sie keine Experten im Maschinenbau sind, können sie alle Arten von Handwerkzeugen wie Messer, Sägen, Nadeln, Bohrer, Kegel, Schleifmaschinen, Wellen, Hülsen, Zahnräder, Bettrahmen usw. herstellen. Tatsächlich werden Maschinen zusammengebaut aus diesen Teilen.
1. Der früheste Konstrukteur der Bohrmaschine – die Da Vinci-Bohrmaschine – ist als „Mutter der Maschinerie“ bekannt.Apropos langweilige Maschinen: Zuerst müssen wir über Leonardo da Vinci sprechen.Diese legendäre Figur war möglicherweise der Konstrukteur der ersten Bohrmaschinen für die Metallbearbeitung.Die von ihm entworfene Bohrmaschine wird per Hydraulik oder Fußpedal angetrieben, das Bohrwerkzeug dreht sich nahe am Werkstück und das Werkstück wird auf einem mobilen Tisch fixiert, der von einem Kran angetrieben wird.Im Jahr 1540 malte ein anderer Maler ein Bild der „Pyrotechnik“ mit der gleichen Zeichnung einer Bohrmaschine, die damals zur Bearbeitung von Hohlgussteilen verwendet wurde.
2. Die erste Bohrmaschine, die für die Bearbeitung von Kanonenrohren entwickelt wurde (Wilkinson, 1775).Im 17. Jahrhundert ging die Entwicklung der Kanonenherstellung aufgrund militärischer Bedürfnisse sehr schnell voran, und die Herstellung des Kanonenrohrs wurde zu einem großen Problem, das die Menschen dringend lösen mussten.
Die erste echte Bohrmaschine der Welt wurde 1775 von Wilkinson erfunden. Tatsächlich ist Wilkinsons Bohrmaschine, um genau zu sein, eine Bohrmaschine, die Kanonen, eine hohlzylindrische Bohrstange, die an beiden Enden auf Lagern montiert ist, präzise bearbeiten kann.
Wilkinson wurde 1728 in Amerika geboren und zog im Alter von 20 Jahren nach Staffordshire, um Bilstons ersten Eisenofen zu bauen.Aus diesem Grund wurde Wilkinson der „Meisterschmied von Staffordshire“ genannt.Im Jahr 1775, im Alter von 47 Jahren, arbeitete Wilkinson hart in der Fabrik seines Vaters, um diese neue Maschine zu entwickeln, die Kanonenrohre mit seltener Präzision bohren konnte.Interessanterweise wurde Wilkinson nach seinem Tod im Jahr 1808 in einem von ihm selbst entworfenen gusseisernen Sarg beigesetzt.
3. Die Bohrmaschine leistete einen wichtigen Beitrag zur Watt-Dampfmaschine.Die erste Welle der Industriellen Revolution wäre ohne die Dampfmaschine nicht möglich gewesen.Für die Entwicklung und Anwendung der Dampfmaschine selbst dürfen neben den notwendigen sozialen Möglichkeiten auch einige technische Voraussetzungen nicht außer Acht gelassen werden, denn die Herstellung der Teile der Dampfmaschine ist nicht so einfach wie das Schneiden von Holz durch einen Tischler.Es ist notwendig, einige spezielle Metallteile in Form zu bringen, und die Anforderungen an die Verarbeitungsgenauigkeit sind hoch, was ohne die entsprechende technische Ausrüstung nicht erreicht werden kann.Beispielsweise kann bei der Herstellung des Zylinders und des Kolbens einer Dampfmaschine die Genauigkeit des Außendurchmessers, die im Herstellungsprozess des Kolbens erforderlich ist, von außen bei der Messung der Größe zugeschnitten werden, aber die Genauigkeitsanforderungen des Inneren erfüllen Aufgrund des Durchmessers des Zylinders ist es nicht einfach, allgemeine Verarbeitungsmethoden anzuwenden..
Smithton war der beste Mechaniker des 18. Jahrhunderts.Smithton entwarf bis zu 43 Wasser- und Windmühlenausrüstungen.Bei der Herstellung der Dampfmaschine war für Smithon die Bearbeitung des Zylinders das Schwierigste.Es ist ziemlich schwierig, den Innenkreis eines großen Zylinders zu einem Kreis zu bearbeiten.Zu diesem Zweck stellte Smithton in den Cullen Iron Works eine spezielle Werkzeugmaschine zum Schneiden von Zylinderinnenkreisen her.Diese Art von Bohrmaschine, die von einem Wasserrad angetrieben wird, ist am vorderen Ende ihrer Längsachse mit einem Werkzeug ausgestattet, das im Zylinder gedreht werden kann, um dessen Innenkreis zu bearbeiten.Da das Werkzeug am vorderen Ende des langen Schafts installiert ist, kommt es zu Problemen wie einer Durchbiegung des Schafts, sodass es sehr schwierig ist, einen wirklich kreisförmigen Zylinder zu bearbeiten.Zu diesem Zweck musste Smithton die Position des Zylinders für die Bearbeitung mehrmals ändern.
Eine große Rolle bei diesem Problem spielte die 1774 von Wilkinson erfundene Bohrmaschine.Diese Art von Bohrmaschine verwendet das Wasserrad, um den Materialzylinder zu drehen und ihn in Richtung des festen Werkzeugs in der Mitte zu drücken.Durch die Relativbewegung zwischen Werkzeug und Material wird das Material mit hoher Präzision in ein zylindrisches Loch gebohrt.Damals wurde mit einer Bohrmaschine ein Zylinder mit einem Durchmesser von 72 Zoll in der Dicke einer Sixpence-Münze hergestellt.Mit moderner Technik gemessen ist das ein großer Fehler, allerdings war es unter den damaligen Bedingungen nicht einfach, dieses Niveau zu erreichen.
Allerdings wurde Wilkinsons Erfindung nicht patentiert, und die Leute kopierten sie und installierten sie.Im Jahr 1802 schrieb Watt auch über Wilkinsons Erfindung, die er in seiner Eisenhütte in Soho kopierte.Als Watt später die Zylinder und Kolben der Dampfmaschine herstellte, verwendete er auch diese erstaunliche Maschine von Wilkinson.Es stellte sich heraus, dass es beim Kolben möglich ist, die Größe beim Schneiden zu messen, beim Zylinder ist dies jedoch nicht so einfach und es muss eine Bohrmaschine verwendet werden.Damals nutzte Watt das Wasserrad, um den Metallzylinder zu drehen, sodass das feststehende Mittelwerkzeug nach vorne geschoben wurde, um die Innenseite des Zylinders zu schneiden.Dadurch war der Fehler des Zylinders mit einem Durchmesser von 75 Zoll geringer als die Dicke einer Münze.Es ist sehr fortgeschritten.
4. Die Geburt der Tischhubbohrmaschine (Hutton, 1885) In den folgenden Jahrzehnten wurden zahlreiche Verbesserungen an Wilkinsons Bohrmaschine vorgenommen.Im Jahr 1885 stellte Hutton im Vereinigten Königreich die Tischhubbohrmaschine her, die zum Prototyp der modernen Bohrmaschine wurde.
3. Fräsmaschine
Im 19. Jahrhundert erfanden die Briten die Bohrmaschine und den Hobel für die Bedürfnisse der industriellen Revolution wie die Dampfmaschine, während sich die Amerikaner auf die Erfindung der Fräsmaschine konzentrierten, um eine große Anzahl von Waffen herzustellen.Eine Fräsmaschine ist eine Maschine mit Fräsern verschiedener Formen, die Werkstücke mit Sonderformen, wie z. B. Spiralnuten, Zahnradformen usw., schneiden kann.
Bereits 1664 entwickelte der britische Wissenschaftler Hook eine Maschine zum Schneiden, die auf rotierenden Kreisschneidern beruhte.Dies kann als die ursprüngliche Fräsmaschine angesehen werden, aber die damalige Gesellschaft reagierte nicht begeistert.In den 1840er Jahren konstruierte Pratt die sogenannte Lincoln-Fräsmaschine.Derjenige, der den Stellenwert der Fräsmaschinen im Maschinenbau wirklich begründete, war natürlich der Amerikaner Whitney.
1. Die erste gewöhnliche Fräsmaschine (Whitney, 1818) Im Jahr 1818 stellte Whitney die erste gewöhnliche Fräsmaschine der Welt her, aber das Patent für die Fräsmaschine war British Bodmer (mit einer Werkzeugvorschubvorrichtung).Der Erfinder des Portalhobels wurde 1839 „erhalten“. Aufgrund der hohen Kosten für Fräsmaschinen gab es zu dieser Zeit nicht viele Interessenten.
2. Die erste Universalfräsmaschine (Brown, 1862) Nach einer Zeit des Schweigens wurde die Fräsmaschine in den Vereinigten Staaten wieder aktiv.Im Gegensatz dazu kann man nur sagen, dass Whitney und Pratt den Grundstein für die Erfindung und Anwendung der Fräsmaschine gelegt haben, und der Verdienst, tatsächlich eine Fräsmaschine erfunden zu haben, die für verschiedene Vorgänge in der Fabrik eingesetzt werden kann, sollte dem amerikanischen Ingenieur zugeschrieben werden Joseph Braun.
Im Jahr 1862 stellte Brown in den Vereinigten Staaten die erste Universalfräsmaschine der Welt her, was eine bahnbrechende Innovation bei der Bereitstellung universeller Teilscheiben und umfassender Fräser darstellt.Der Tisch der Universalfräsmaschine ist in horizontaler Richtung um einen bestimmten Winkel drehbar und verfügt über Zubehör wie einen Schaftfräskopf.Seine „Universalfräsmaschine“ war ein großer Erfolg, als sie 1867 auf der Pariser Weltausstellung ausgestellt wurde. Gleichzeitig entwarf Brown auch einen geformten Fräser, der sich nach dem Schleifen nicht verformte, und stellte dann eine Schleifmaschine zum Schleifen des Fräsers her Fräser und bringt die Fräsmaschine auf das aktuelle Niveau.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 02.06.2022