История развития станкостроения

Исторические  хроники свидетельствуют, что производилось  оно не только за счет обилия подневольных рабочих рук, но и за счет хорошо поставленного станочного дела, достаточного числа технических средств.

Производство  пушек, например, начиналось с отливки  и вытяжки из формы. Полученные таким  образом заготовки «оттирали»- зачищали от литейных заусенцев, затем верхнюю часть отливки отпиливали специальным станком, в котором были соединены круглая стальная пила, вал и механизм передачи вращательного движения валу от водяной мельницы. Подачу пушки под пилу осуществляли с помощью ворота по двум направляющим брускам.

После этого  приступали к обработке дула. Для  этого заготовку перевозили в соседний цех, там ее опиливали и сверлили. Для сверления пушки устанавливали в вертикальное положение. Вал сверла приводили во вращение от того же водяного колеса через шестерню и систему передач. На вал по мере надобности насаживали съемные головки разной формы и размера- в зависимости от профиля и диаметра пушечного канала. Как видим, действовал, по сути дела, целый завод со сложной технологической цепью и станочным оборудованием. Рис. 5.

Применявшееся русскими оружейниками особенно активно  водяное колесо давало им большое преимущество перед европейскими коллегами. В начале XVII века в окрестностях Тулы возникло целое созвездие заводов, использующих водяное колесо. В Москве в 1645г. создается «ствольная мельница»- цех ковки с помощью воды ствольных заготовок. Там же были устроены сверлильная мастерская и точильный цех.

Технический прогресс XVII века выражался в том, что оружие выделывали по чертежам, были введены в работу прессы, прокатные машины, механические молоты, сверлильные машины, проволочно-волочильные, шлифо-вально-точильные. Все эти механизмы приводились в движение водяным колесом.

И еще одно явление можно отнести к техническому прогрессу того времени: опробование  и разработка новых сверл. Для  сверления стволов в одних случаях применяли круглые стержни со вставленными в два ряда закаленными лезвиями, в других - сверло снабжали, кроме лезвий, еще и желеобразной канавкой.

Но каковы бы ни были успехи русских оружейников  и просто металлистов, история развития русского станкостроения, подлинная история русс кого станка берет свое начало в последующую эпоху — эпоху создания механического суппорта. Эпоха эта совпадает с первыми десятилетиями XVIII века временем реформ Петра 1.

Стремясь  вырвать страну из вековой отсталости, в том числе в области техники и производительности труда, Петр 1 выписывал из -за границы иностранных ученых и мастеров, посылал туда учится русских людей, зачастую незнатного звания. На металлообрабатывающих предприятиях центра страны и на Урале они создавали и вводили в строй новые технические средства, основали более современные технологии производства. Усиливалась деятельность мастеров-изобретателей «махин» для обработки металла давлением и резанием.

Сам Петр владел в совершенстве различными ремеслами, однако наиболее внимание уделял токарному искусству и немало времени проводил в своей личной «токарне».

Токарное дело в XVII и XVIII веках понимали весьма широко (рис.6). Оно включало в себя, помимо точения еще и гравирование, фрезерование, строгание. Мастера токарного дела того времени являлись, по сути дела, квалифицированными инженерами, хорошо знакомыми с основным механики, математики и других наук. Многие из них прошли через основную в 1701 году в Москве навигационную школу. В 1704г. в это учебное заведение держал экзамен молодой московской простолюдин Андрей Нартов, которому было суждено обессмертить свое имя.

Около двадцати пяти лет посвятил Андрей Нартов усовершенствованию и изобретению станков. Однако прославил себя наш соотечественник созданием механизированного суппорта к токарным станку.

Изобретение суппорта означало в полном смысле слова переворот в металлообработке. 1712 год - эта дата по своему не менее весома в истории человечества, чем год создания парового котла. Именно в 1712 году Анрей Константинович Нартов, руководитель токарной мастерской и преподаватель навигаторской школы, продемонстрировал разработанную им конструкцию токарно-копировального станка, действующего практически без участия человеческих рук: в этом станке появился новый конструктивный элемент, названный изобретателем «держалкой».

Что представлял  собой станок?

Двухъярусная  станина- «верстак»- была искусно выполнена  А.К. Нартовым из мореного дуба (он своим руками изготовил все до одной      детали), точеные ножи и верхние стойки. Приводился станок в действие фигурной рукояткой, вращение от которой передавалось на шестерню промежуточного вала.

Вал мог получать вращательное движение от ременного  привода. Для этого был предусмотрен дополнительный шкив. На шпиндель станка сначала устанавливали образец-копир, затем- заготовку изделия.

Что же представлял  собой суппорт Нартов А.?

Это был перемещаемый вдоль изделия и жестко закрепляемый в случае необходимости блок, в котором винтами зажимался резец. В ходе работы станка приковало внимание к Нартову .По распоряжению самого Петра! мастер был переведен на работу в личную царскую «токарю» в - Петербург. Ему были созданы условия для исследовательской и изобретательской работы. Талант простого русского человека был замечен и поддержан. На следующий год после изобретения суппорта Нартов продемонстрировал еще одно свое детище - новую модель копировального, или его называли в Петровскую эпоху гильоширного станка (рис.7).

Приводился  в действие он от шкива, размещенного вне станка.

На шпиндель станка насаживался комплект фасонных копиров, что позволяло, работающему на этом станке, наносить на изделие несложные узоры.

Следующей большой  работой изобретателя было создание комбинированного токарно-копировального станка. К разработке его конструкции мастер приступил в 1718г. Когда чертежи были готовы, и Нартов приготовился к практическому изготовлению деталей и узлов, труд над станком был прерван. Андрей Константиновича послали за границу получить сведения о «гнутии дуба, употреблявшегося в корабельное строительство», а также познакомиться с состоянием металлообработки. Два года продолжалось путешествие Нартов. Перед отъездом Нартову было поручено заказать изготовление этого станка в Англии. Вернувшись в Россию, Нартов написал докладную записку Петру1, в которой перечислил все выполненные им за границей работы и вместе с этим сообщил, что заказать токарно-копировальный станок в Англии не удалось — ни один из английских мастеров не взялся изготовить для него детали. Впоследствии Нартов сам с помощниками воплотил в металл и дерево свое изобретение. На это потребовалось изобретателю одиннадцать лет. Станок этот сохранился до сих пор и поражает совершенством своей кинематической схемы. Продольные перемещения суппорта в станке впервые совершенствовались автоматически. Ходовой винт его, сам по себе явившийся крупной технической находкой, имел различный шаг для копировальной и рабочей головок. Кстати, винт был нарезан Нартовым на специально созданном им винторезном станке. Заметим, что английский изобретатель моделей иного десятков лет спустя все еще нарезал аналогичные винты для своих станков вручную - и резьба при большой трудоемкости ее выполнения таким образом получалась все таки грубой и неточной.

Двадцатые годы XVIII века были более счастливыми в жизни и творчестве Нартова. Он изобрел станок для изготовления рельефов на изделиях -медалях, монетах, орденах, станок для нарезания зубьев у мелких шестерен, применяемых в часовом производстве.

После смерти Петра Нартов жил и трудился еще 30 лет. За это  время он создал целый парк новых станков. Среди них сверлильный станок для глухих пушечных отливок, станок для нарезания продольных узоров на пушках, станок для обточки цапф, а также ряд новых режущих и измерительных инструментов, приборов.

Конструктивные  основные идеи Нартова были воплощены при его жизни только в нескольких станках, настоящее же развитие получили в XIX веке, реализованы в российском станкостроении. Некоторые из этих идей не потеряли своего значения и сегодня.

Многие специальные  станки появились и были усовершенствованы на Тульском оружейном заводе, основанном Никитой Антуфьевым (бывшим кузнецом), вошедшим в историю по фамилией Демидова. Опытные мастера этого завода Яков Батищев и Марк Сидоров создали несколько машин для оружейного производства. Все эти машины приводились в действие от водяного колеса. Так, для первичного чернового сверления заготовок ружейных стволов Сидоров первым построил машину, снабженную сверлами- штангами. Стволы в процессе обработки охлаждались водой.

Продолживший  дело М. Сидорова, Я. Батищев создал обтиральную машину для чистки стволов. Этот мастер первым в русском станкостроении соединил в единую цепь с общим приводом сверлильный, обтиральный и шустовальный станки. Механизация же процессов шустования и обтирания значительно облегчила тяжелые работы. Станок Батищева имел 12 специальных напильников вогнутой формы, механически прижимавшихся к стволам (рис. 8).

Изобретения Батищева намного опередили свое время. Но они подобно изобретениям Нартова долго лежали под спудом, не находя широкого применения в родной стране. После смерти Петра 1 интерес власти к развитию отечественной металлообработки пропал. Созданные на Тульском и других заводах машины постепенно приходили в негодность, о них перестали заботиться: забывались технические достижения начала века.

Забывались  ли? Нет, они жили в памяти хоть и  немногих, но верных приверженцев отечественного станкостроения. В 1785 году тульский оружейник Алексей Сурнин помощью инструментальщика Латова изготовил машину для точения «замочных лодышек».

В начале XIX века на небосклоне отечественной технической мысли ярко загорается звезда еще одного изобретателя и станочника- Павла Дмитриевича Захавы. На том же Тульском заводе он, начиная с 1810 года, руководил конструированием и производством новых станков, в основном токарных. Назовем наиболее удачные конструкции изобретателя: станок для вторичного и окончательного сверления ружейных каналов, станок для нарезания резьбы, станок для сверления трубки штыка, протяжной станок, полировочный станок.

Одна из этих новинок, а именно станок для окончательного сверления ружейных стволов впервые не имел деревянных частей (рис.9). Станина была цельнометаллической, в машине применен реверс.

В изобретении  токарных станков Захава добился  особенно больших успехов. В них, как и машинах Нартова, был использован механический суппорт, скользящий люнет (подвижная опора). Резец на станке Захава стал обрабатывать как цилиндрические, так и конические поверхности.

Для своевременной  остановки хода резца станок был  снабжен и снова впервые! Автоматическим отключающим механизмом.

При непосредственном участии Захавы на Тульском заводе было изготовлено свыше ста металлорежущих станков, которые в значительной части были отправлены и другие отечественные предприятия.

Одновременно с Захава в России работали еще два изобретателя станков Ефим Алексеевич и его сын Мирон Ефимович Черепановы. В тридцатые годы прошлого века отец и сын создали в Нижнем Тагиле ряд горнорудных машин и паровых станков сверлильных, винторезных, «гвоздарных» и токарных.

В канун Отечественной  войны: 1812г. появился в России первый штамповочный молот - машина для обработки  металла давлением. С этой же поры начинается хоть и медленный, но неуклонный рост отечественной металлообрабатывающей и станкостроительной промышленности. В середине прошлого века в России уже насчитывалось 25 машиностроительных заводов, а в 1861г. их было более ста.

Однако количественный рост предприятий не означал качественных сдвигов в станочном деле. Токарный станок по прежнему оставался главным среди машин орудий. Технических прогресс, шагающий по основным капиталистическим странам, словно обходил стороной Россию, обрекая ее на второразрядную роль в мировой экономике.

В 1912г. общая  потребность страны в станках  была удовлетворена внутренним производством только на 26%.

Доля собственного станкостроения в пополнении станочного парка неуклонно снижалась

Подлинными  хозяевами на станочном рынке  России были Германия и другие западные страны.

1.3. Советский и постсоветский  период в истории

станкостроения

Октябрьские события 1917г. открыли новую страницу в истории человечества, ознаменовал собой рождение новой эпохи - эпохи построения государства рабочих и крестьян. Рабоче-крестьянскому правительству досталось нищая Россия. Ее экономический потенциал, подорванный окончательно первой мировой войной, к рубежу революции практически равнялся нулю. Изготовление боеприпасов и оружия, ремонт и восстановление военных машин, подвижного железнодорожного состава производились в мизерных масштабах на сохранившемся в стране станочном оборудовании.

К 1920г. наступило  полное истощение промышленных резервов страны.

IX съезд РКП (б) принял решение о едином плане восстановления и развития народного хозяйства на основе электрификации страны. Было это в 1920г. именно эту дату можно считать началом создания советского станкостроения и возрождения станочного дела в СССР.

Скупые строки архивов и газет того времени  свидетельствуют: бывший завод братьев Бромлей (Московский станкостроительный завод «Красный пролетарий» имени А.И. Ефремова) изготовил в 1921г. 11 металлорежущих станков. Затем последовал государственный заказ на 12 колесотокарных станков. В 1923г. «Красный пролетарий» уже был достоин диплома за хорошее качество производимых станков.

Первый пятилетний план развития народного хозяйства СССР на 1928-1932годы полностью определил специализацию всех станкостроительных заводов. За эту пятилетку был проведен первый тур их реконструкций и введен в эксплуатацию ряд новых предприятий металлообработки. Станки производились по устаревшим зарубежным стандартам. Несовременными были и методы производства, унаследованные от дореволюционной России. Все это тормозило развитие советского станкостроения.