על פי שיטת ההכנה של דגמי מכונות, מכונות מחולקות ל-11 קטגוריות: מחרטות, מכונות קידוח, מכונות משעממות, מכונות שחיקה, מכונות לעיבוד גלגלי שיניים, מכונות השחלה, מכונות כרסום, מכונות חריץ פלטה, מכונות חיתוך, מכונות ניסור ועוד. כלי מכונה.בכל סוג של כלי מכונה הוא מחולק למספר קבוצות לפי טווח התהליך, סוג הפריסה והביצועים המבניים, וכל קבוצה מחולקת למספר סדרות.היום העורך ידבר איתך על הסיפורים ההיסטוריים של מחרטות, מכונות משעממות ומכונות כרסום.
1. מחרטה
מחרטה היא כלי מכונה שמשתמש בעיקר בכלי מפנה כדי להפוך חומר מסתובב.על המחרטה, ניתן להשתמש גם במקדחים, חורצים, חורצים, ברזים, תבניות וכלי כריכה לעיבוד מתאים.מחרטות משמשות בעיקר לעיבוד פירים, דיסקים, שרוולים וחלקי עבודה אחרים עם משטחים מסתובבים, והן הסוג הנפוץ ביותר של כלי מכונות בייצור מכונות ובבתי תיקון.
1. "מחרטת הקשת" של גלגלות ומוטות קשת עתיקים.עוד במצרים העתיקה, אנשים המציאו את הטכנולוגיה של הפיכת עץ עם כלי תוך כדי סיבובו סביב הציר המרכזי שלו.בהתחלה, אנשים השתמשו בשני בולי עץ עומדים כתומכים כדי להקים את העץ לסיבוב, השתמשו בכוח האלסטי של הענפים כדי לגלגל את החבל על העץ, למשוך את החבל ביד או ברגל כדי להפוך את העץ, והחזיקו את הסכין למשך גְזִירָה.
שיטה עתיקה זו התפתחה בהדרגה והתפתחה לשניים או שלושה סיבובים של החבל על הגלגלת, החבל נתמך על מוט אלסטי כפוף לצורת קשת, והקשת נדחפת ונמשכת קדימה ואחורה כדי לסובב את האובייקט המעובד עבור מפנה, שהיא "מחרטת הקשת".
2. "מחרטה דוושה" של גל ארכובה וגלגל תנופה מימי הביניים.בימי הביניים, מישהו עיצב "מחרטה דוושה" שהשתמשה בדוושה כדי לסובב את גל הארכובה ולהניע את גלגל התנופה, ולאחר מכן להניע אותו לציר הראשי כדי לסובב אותו.באמצע המאה ה-16, מעצב צרפתי בשם בסון עיצב מחרטה לסיבוב ברגים עם מוט ברגים כדי לגרום לכלי להחליק.למרבה הצער, מחרטה זו לא זכתה לפופולריות.
3. במאה השמונה עשרה נולדו ארגזים וצ'אקים ליד המיטה.במאה ה-18, מישהו אחר עיצב מחרטה שמשתמשת בדוושת רגל ובמוט חיבור כדי לסובב את גל הארכובה, שיכול לאגור את האנרגיה הקינטית הסיבובית על גלגל התנופה, והתפתח מסיבוב ישיר של חלק העבודה לראש מסתובב, שהוא הצ'אק לאחיזה של חומר העבודה.
4. בשנת 1797, האנגלי מודסלי המציא את מחרטת הכלים יצירת העידן, בעלת בורג עופרת מדויק וגלגלי שיניים מתחלפים.
מודסלי נולד ב-1771, ובגיל 18 הוא היה יד ימינו של הממציא בראמר.מספרים שבראמר תמיד היה חקלאי, וכשהיה בן 16 גרמה תאונה לנכות בקרסולו הימני, ולכן נאלץ לעבור לעיבוד עץ, שלא היה מאוד נייד.ההמצאה הראשונה שלו הייתה אסלת השטיפה בשנת 1778. מודסלי החל לעזור לברהמר לתכנן מכבשים הידראוליים ומכונות אחרות עד שעזב את ברהמר בגיל 26, מכיוון שברהמר דחה בגסות את הצעתו של מוריץ לבקש העלאת שכר מעל 30 שילינג לשבוע.
באותה שנה שבה עזב מודסלי את בראמר, הוא בנה את מחרטת החוטים הראשונה שלו, מחרטת מתכת מלאה עם מחזיק כלים ועמוד זנב המסוגל לנוע לאורך שתי מסילות מקבילות.משטח ההובלה של מסילת המנחה הוא משולש, וכאשר הציר מסתובב, בורג המוביל מונע להזיז את מחזיק הכלי לרוחב.זהו המנגנון העיקרי של מחרטות מודרניות, שבאמצעותן ניתן לסובב ברגי מתכת מדויקים בכל גובה.
שלוש שנים מאוחר יותר, מודסלי בנה מחרטה שלמה יותר בבית המלאכה שלו, עם גלגלי שיניים מתחלפים ששינו את קצב ההזנה ואת הגובה של החוטים המעובדים.בשנת 1817, אנגלי אחר, רוברטס, אימץ גלגלת ארבעה שלבים ומנגנון גלגל אחורי כדי לשנות את מהירות הציר.עד מהרה הוצגו מחרטות גדולות יותר, אשר תרמו להמצאת מנוע הקיטור ומכונות אחרות.
5. לידתן של מחרטות מיוחדות שונות על מנת לשפר את מידת המיכון והאוטומציה, המציא פיץ' בארצות הברית מחרטת צריח ב-1845;ב-1848 הופיעה מחרטת גלגלים בארצות הברית;בשנת 1873, ספנסר בארצות הברית ייצר מחרטות אוטומטיות עם פיר בודד, ועד מהרה ייצר מחרטות אוטומטיות תלת צירים;בתחילת המאה ה-20 הופיעו מחרטות עם הילוכים מונעים על ידי מנועים נפרדים.בשל המצאת פלדת הכלים המהירה והיישום של מנועים חשמליים, מחרטות שופרו ללא הרף ולבסוף הגיעו לרמה המודרנית של מהירות גבוהה ודיוק גבוה.
לאחר מלחמת העולם הראשונה, בשל הצרכים של תעשיית הנשק, הרכב ומכונות אחרות, התפתחו במהירות מחרטות אוטומטיות ומחרטות מיוחדות בעלות יעילות גבוהה.על מנת לשפר את התפוקה של קבוצות קטנות של חלקי עבודה, בסוף שנות ה-40 קודמו מחרטות עם מכשירי פרופיל הידראוליים, ובמקביל פותחו גם מחרטות רב-כלים.באמצע שנות ה-50 פותחו מחרטות מבוקרות תוכנה עם כרטיסי ניקוב, לוחות תפס וחוגות.טכנולוגיית CNC החלה לשמש מחרטות בשנות ה-60 והתפתחה במהירות לאחר שנות ה-70.
6. מחרטות מחולקות לסוגים שונים לפי השימושים והתפקודים שלהן.
המחרטה הרגילה כוללת מגוון רחב של חפצי עיבוד, וטווח ההתאמה של מהירות הציר וההזנה הוא גדול, והיא יכולה לעבד את המשטחים הפנימיים והחיצוניים, פני הקצה והחוטים הפנימיים והחיצוניים של חומר העבודה.מחרטה מסוג זה מופעלת בעיקר ידנית על ידי עובדים, ביעילות ייצור נמוכה, והיא מתאימה לסדנאות ייצור ותיקונים של חלקים בודדים וקטנים.
למחרטות צריח ולמחרטות סיבוביות יש משענות לכלי צריח או משענות לכלים סיבוביים שיכולים להחזיק מספר כלים, והעובדים יכולים להשתמש בכלים שונים להשלמת תהליכים שונים בהידוק אחד של חומר העבודה, המתאים לייצור המוני.
המחרטה האוטומטית יכולה להשלים באופן אוטומטי את העיבוד הרב-תהליכי של חלקי עבודה קטנים ובינוניים לפי תוכנית מסוימת, יכולה לטעון ולפרוק חומרים באופן אוטומטי ולעבד אצווה של אותם חלקי עבודה שוב ושוב, המתאימה לייצור המוני.
מחרטות חצי אוטומטיות מרובות כלים מחולקות לציר אחד, רב ציר, אופקי ואנכי.הפריסה של הסוג האופקי החד-ציר דומה לזו של מחרטה רגילה, אך שתי הקבוצות של משענות הכלים מותקנות בחזית ובגב או למעלה ולמטה של הציר הראשי, בהתאמה, ומשמשות לעיבוד דיסקים, טבעות וחלקי עבודה של פיר, והפרודוקטיביות שלהם גבוהה פי 3 עד 5 מזו של מחרטות רגילות.
מחרטת הפרופיל יכולה להשלים אוטומטית את מחזור העיבוד של חומר העבודה על ידי חיקוי הצורה והגודל של התבנית או הדוגמה.זה מתאים לייצור אצווה קטן ואצווה של חלקי עבודה עם צורות מורכבות, והפרודוקטיביות גבוהה פי 10 עד 15 מזו של מחרטות רגילות.ישנם מחזיק ריבוי כלים, רב צירים, סוג צ'אק, סוג אנכי וסוגים אחרים.
הציר של המחרטה האנכית מאונך למישור האופקי, חומר העבודה מהדק על השולחן הסיבובי האופקי, ומשענת הכלי נעה על הקורה או העמוד.הוא מתאים לעיבוד חלקי עבודה גדולים וכבדים שקשה להתקין על מחרטות רגילות.באופן כללי, הם מחולקים לשתי קטגוריות: עמודה אחת וכפולה עמודה.
בעוד מחרטת שן האת מסתובבת, מחזיק הכלים חוזר מעת לעת בכיוון הרדיאלי, המשמש ליצירת משטחי שיניים של חותכי כרסום מלגזה, חותכי כיריים וכו'. בדרך כלל עם חיבור שחיקה בהקלה, גלגל שחיקה קטן המונע על ידי גלגל שיניים נפרד מנוע חשמלי מקל על פני השן.
מחרטות מיוחדות הן מחרטות המשמשות לעיבוד משטחים ספציפיים של סוגים מסוימים של חלקי עבודה, כגון מחרטות גל ארכובה, מחרטות גל זיזים, מחרטות גלגלים, מחרטות ציר, מחרטות גלגול ומחרטות מטיל.
המחרטה המשולבת משמשת בעיקר לעיבוד חריטה, אך לאחר הוספת כמה חלקים ואביזרים מיוחדים, היא יכולה גם לבצע משעמם, כרסום, קידוח, החדרה, שחיקה ועיבודים אחרים.יש לה את המאפיינים של "מכונה אחת עם מספר פונקציות" והיא מתאימה להנדסת רכבים, ספינות או עבודות תיקון ניידות בתחנת התיקון.
2. מכונה משעממת
למרות שתעשיית בתי המלאכה נחשלת יחסית, היא הכשירה וייצרה בעלי מלאכה רבים.למרות שהם לא מומחים בייצור מכונות, הם יכולים לייצר כל מיני כלי עבודה ידניים כמו סכינים, מסורים, מחטים, מקדחות, קונוסים, מטחנות, פירים, שרוולים, גלגלי שיניים, מסגרות מיטה וכו', למעשה מכונות מורכבות. מהחלקים הללו.
1. המעצב הקדום ביותר של המכונה המשעממת - מכונת משעמם דה וינצ'י ידועה כ"אם המכונות".אם כבר מדברים על מכונות משעממות, קודם כל צריך לדבר על לאונרדו דה וינצ'י.ייתכן שהדמות האגדית הזו הייתה המעצבת של המכונות המשעממות המוקדמות ביותר לעיבוד מתכת.המכונה המשעממת שתכנן מונעת באמצעות דוושת הידראולית או רגלית, כלי המשעמם מסתובב קרוב לחומר העבודה, וחומר העבודה מקובע על שולחן נייד המונע על ידי מנוף.בשנת 1540 צייר צייר אחר תמונה של "פירוטכניקה" עם אותו ציור של מכונת משעמם, ששימשה לגימור יציקות חלולות באותה תקופה.
2. המכונה המשעממת הראשונה שנולדה לעיבוד חביות תותח (Wilkinson, 1775).במאה ה-17, עקב צרכים צבאיים, התפתחות ייצור התותחים הייתה מהירה מאוד, ואופן ייצור קנה התותח הפך לבעיה מרכזית שאנשים היו צריכים לפתור בדחיפות.
מכונת הקידוח האמיתית הראשונה בעולם הומצאה על ידי ווילקינסון בשנת 1775. למעשה, מכונת הקידוח של ווילקינסון היא, ליתר דיוק, מכונת קידוח המסוגלת לעבד תותחים במדויק, מוט קידוח גלילי חלול המותקן על מיסבים בשני הקצוות.
וילקינסון, שנולד באמריקה בשנת 1728, עבר לסטפורדשייר בגיל 20 כדי לבנות את תנור הברזל הראשון של בילסטון.מסיבה זו, וילקינסון כונה "הנפח המאסטר של סטפורדשייר".בשנת 1775, בגיל 47, וילקינסון עבד קשה במפעל של אביו כדי ליצור את המכונה החדשה הזו שיכולה לקדוח חביות תותחים בדיוק נדיר.מעניין, לאחר מותו של ווילקינסון ב-1808, הוא נקבר בארון מברזל יצוק בעיצובו שלו.
3. המכונה המשעממת תרמה תרומה חשובה למנוע הקיטור של וואט.הגל הראשון של המהפכה התעשייתית לא היה אפשרי ללא מנוע הקיטור.לפיתוח ויישום מנוע הקיטור עצמו, בנוסף להזדמנויות החברתיות הדרושות, לא ניתן להתעלם מכמה תנאים מוקדמים טכניים, מכיוון שייצור חלקי מנוע הקיטור אינו קל כמו חיתוך עצים על ידי נגר.יש צורך ליצור צורת חלקי מתכת מיוחדים, ודרישות דיוק העיבוד גבוהות, אשר לא ניתן להשיג ללא הציוד הטכני המתאים.למשל, בייצור הצילינדר והבוכנה של מנוע קיטור ניתן לחתוך מבחוץ את דיוק הקוטר החיצוני הנדרש בתהליך הייצור של הבוכנה תוך כדי מדידת הגודל, אך כדי לעמוד בדרישות הדיוק של הפנימית. קוטר הגליל, זה לא קל להשתמש בשיטות עיבוד כלליות..
סמיתטון היה המכונאי הטוב ביותר של המאה השמונה עשרה.סמיתטון עיצב לא פחות מ-43 חלקים של ציוד מים וטחנת רוח.כשזה הגיע לייצור מנוע הקיטור, הדבר הקשה ביותר עבור סמיתון היה עיבוד הצילינדר.זה די קשה לעבד עיגול פנימי של גליל גדול למעגל.לשם כך, סמיתטון ייצר כלי מכונה מיוחד לחיתוך עיגולים פנימיים של צילינדר במפעלי Cullen Iron Works.סוג זה של מכונה משעממת, המופעלת על ידי גלגל מים, מצוידת בכלי בקצה הקדמי של הציר הארוך שלה, וניתן לסובב את הכלי בגליל כדי לעבד את המעגל הפנימי שלו.מכיוון שהכלי מותקן בקצה הקדמי של הציר הארוך, יהיו בעיות כמו הסטת הציר, ולכן קשה מאוד לעבד צילינדר עגול באמת.לשם כך, סמיתטון נאלץ לשנות את מיקום הגליל מספר פעמים לצורך עיבוד שבבי.
המכונה המשעממת שהומצאה על ידי ווילקינסון ב-1774 מילאה תפקיד גדול בבעיה זו.סוג זה של מכונה משעממת משתמשת בגלגל המים כדי לסובב את גליל החומר ולדחוף אותו לכיוון הכלי הקבוע במרכז.בשל התנועה היחסית בין הכלי לחומר, החומר משעמם לתוך חור גלילי בדיוק רב.בזמנו, מכונת משעממת שימשה לייצור צילינדר בקוטר של 72 אינץ' בעובי של מטבע שישה פני.נמדדת בטכנולוגיה מודרנית, מדובר בשגיאה גדולה, אך בתנאים של אז, לא היה קל להגיע לרמה הזו.
עם זאת, ההמצאה של ווילקינסון לא נרשמה כפטנט, ואנשים העתיקו אותה והתקינו אותה.ב-1802, ואט כתב גם על ההמצאה של ווילקינסון, אותה העתיק במפעל הברזל שלו בסוהו.מאוחר יותר, כשוואט ייצר את הצילינדרים והבוכנות של מנוע הקיטור, הוא השתמש גם במכונה המדהימה הזו של ווילקינסון.התברר שלבוכנה אפשר למדוד את הגודל תוך כדי חיתוך, אבל זה לא כל כך פשוט לצילינדר ויש להשתמש במכונה משעממת.באותו זמן, וואט השתמש בגלגל המים כדי לסובב את גליל המתכת, כך שהכלי המרכזי הקבוע נדחק קדימה כדי לחתוך את החלק הפנימי של הגליל.כתוצאה מכך, השגיאה של הגליל בקוטר 75 אינץ' הייתה פחותה מעובי מטבע.זה מאוד מתקדם.
4. לידתה של מכונת המשעמום להרמת שולחן (Hutton, 1885) בעשורים הבאים בוצעו שיפורים רבים במכונת המשעמום של וילקינסון.בשנת 1885, האטון בבריטניה ייצרה את מכונת משעמם להרמת שולחן, שהפכה לאב-טיפוס של מכונת המשעמום המודרנית.
3. מכונת כרסום
במאה ה-19 המציאו הבריטים את המכונה המשעממת והפלטה לצרכי המהפכה התעשייתית כמו מנוע הקיטור, בעוד שהאמריקאים התרכזו בהמצאת מכונת הכרסום על מנת לייצר מספר רב של כלי נשק.מכונת כרסום היא מכונה עם חותכי כרסום בצורות שונות, שיכולה לחתוך חלקי עבודה בעלי צורות מיוחדות, כגון חריצים סליליים, צורות גלגלי שיניים וכו'.
כבר בשנת 1664, המדען הבריטי הוק יצר מכונה לחיתוך על ידי הסתמכות על חותכים מעגליים מסתובבים.אפשר להתייחס לזה כמכונת הכרסום המקורית, אבל באותה תקופה החברה לא הגיבה בהתלהבות.בשנות ה-40, תכנן פראט את מה שנקרא מכונת כרסום לינקולן.כמובן שמי שבאמת ביססה את מעמדן של מכונות כרסום בייצור מכונות הייתה וויטני האמריקאית.
1. מכונת הכרסום הרגילה הראשונה (וויטני, 1818) בשנת 1818 יצרה ויטני את מכונת הכרסום הרגילה הראשונה בעולם, אך הפטנט על מכונת הכרסום היה בודמר הבריטית (עם מכשיר הזנת כלים).הממציא של כנרת הגנטי) "הושג" בשנת 1839. בשל העלות הגבוהה של מכונות כרסום, לא היו הרבה אנשים שהתעניינו באותה תקופה.
2. מכונת הכרסום האוניברסלית הראשונה (בראון, 1862) לאחר תקופה של שתיקה, מכונת הכרסום הפכה שוב פעילה בארצות הברית.לעומת זאת, ניתן לומר שוויטני ופרט רק הניחו את היסודות להמצאה וליישום של מכונת הכרסום, ואת הקרדיט על המצאת מכונת כרסום באמת שניתן ליישם בפעולות שונות במפעל יש לייחס למהנדס האמריקאי. ג'וזף בראון.
בשנת 1862, בראון בארצות הברית ייצרה את מכונת הכרסום האוניברסלית הראשונה בעולם, שהיא חידוש עידן באספקת דיסקים אוניברסליים וחותכי כרסום מקיפים.השולחן של מכונת הכרסום האוניברסלית יכול לסובב זווית מסוימת בכיוון האופקי, ויש לו אביזרים כגון ראש כרסום קצה."מכונת הכרסום האוניברסלית" שלו זכתה להצלחה רבה כשהוצגה בתערוכת פריז בשנת 1867. במקביל, בראון עיצב גם חותך כרסום מעוצב שלא יתעוות לאחר הטחינה, ולאחר מכן ייצר מכונת שחיקה לטחינת הטחינה חותך, מביא את מכונת הכרסום לרמה הנוכחית.
זמן פרסום: יוני-02-2022