Torna, delik işleme tezgahı, taşlama tezgahı... Çeşitli takım tezgahlarının tarihsel gelişimine bakış

1, Torna
Torna tezgahı, dönen iş parçaları üzerinde işleme gerçekleştirmek için öncelikle tornalama takımlarını kullanan bir takım tezgahıdır. Tornada ilgili işleme, matkap uçları, raybalar, kılavuzlar, kalıplar ve tırtıllı aletler kullanılarak da gerçekleştirilebilir. Torna tezgahı esas olarak şaftların, disklerin, manşonların ve dönen yüzeylere sahip diğer iş parçalarının işlenmesinde kullanılır. Mekanik imalat ve tamir fabrikalarında en yaygın kullanılan takım tezgahı türüdür.
1. Kasnaklar ve yay biçimli çubuklara sahip eski "yaylı torna tezgahı". Eski Mısır dönemi kadar erken bir tarihte insanlar, ahşabı kesici aletlerle merkezi ekseni etrafında döndürerek döndürme tekniğini icat etmişlerdi. İlk başta insanlar, döndürülecek ahşabı kaldırmak için iki ayakta duran kütüğü destek olarak kullandılar, ipi ahşabın üzerine yuvarlamak için dalların esnekliğini kullandılar, ahşabı döndürmek için ipi elleriyle veya ayaklarıyla çektiler ve bir kesici alet tuttular. kesme.
Bu eski yöntem yavaş yavaş gelişti ve bir "yay torna tezgahına" dönüştü; bu yöntem, bir ipin bir makara etrafına iki veya üç daire şeklinde sarılmasını, ipin yay şeklinde bükülmüş elastik bir çubuk üzerinde desteklenmesini ve yayı ileri geri itip çekmeyi içerir. Tornalama için iş parçasını döndürmek için.
2. Krank mili ve volan şanzımanına sahip bir ortaçağ "pedal tornası". Orta Çağ'da birisi, krank milini döndürmek ve volanı tahrik etmek için bir pedal kullanan ve ardından onu döndürmek için ana mile ileten bir "pedal torna tezgahı" tasarladı. -16. yüzyılın ortalarında, Fransa'da Besson adında bir tasarımcı, kesme aletlerini kaydırmak için vidaların kullanıldığı vidaları döndürmek için bir torna tezgahı tasarladı. Ne yazık ki, bu tip torna tezgahları geniş çapta tanıtılmadı.
18. yüzyılda komodinler ve aynalar doğdu. 18. yüzyılda birisi, krank milini döndürmek için ayak pedalı ve biyel kolu kullanan, dönme enerjisini volan üzerinde depolayabilen bir tür torna tezgahı tasarladı. İş parçasını doğrudan döndürmekten, iş parçasını tutmak için kullanılan bir ayna olan kafa kutusunu döndürmeye doğru gelişti.
1797 yılında İngiliz mucit Mozley, hassas kılavuz vidalara ve değiştirilebilir dişlilere sahip çığır açan takım tutuculu torna tezgahını icat etti.
Mozley 1771'de doğdu ve 18 yaşındayken mucit Bramer'in güvenilir asistanıydı. Bramer'in eskiden tarımla uğraştığı ancak 16 yaşındayken bir kaza sonucu sağ ayak bileğinde oluşan sakatlık nedeniyle ağaç işçiliğine geçmek zorunda kaldığı söyleniyor. İlk icadı 1778'de sifonlu tuvaletti. Mozley, 26 yaşında Bramer'den ayrılıncaya kadar Bramer'e hidrolik presler ve diğer makinelerin tasarımında yardım etmeye başladı; Bramer, Moritz'in maaşını haftada 30 şiline çıkarma talebini kaba bir şekilde reddetti.
Mozley, Bramer'den ayrıldığı yıl, iki paralel ray boyunca hareket edebilen bir alet tutucusu ve puntaya sahip tamamen metal bir torna tezgahı olan ilk dişli torna tezgahını yaptı. Kılavuz rayının kılavuz yüzeyi üçgen şeklinde olup, iş mili döndüğünde takım tutucuyu yanal olarak hareket ettirmek için vidayı tahrik eder. Bu, modern torna tezgahlarının sahip olduğu ve her adımdaki hassas metal vidaları döndürmek için kullanılabilen ana mekanizmadır.
Üç yıl sonra Mozley, kendi atölyesinde dişlilerin birbiriyle değiştirilebildiği, ilerleme hızının ve işlenmiş dişlerin adımlarının değiştirilebildiği daha karmaşık bir torna tezgahı üretti. 1817'de başka bir İngiliz olan Roberts, iş mili hızını değiştirmek için dört kademeli kasnak ve arka tekerlek mekanizmasını benimsedi. Çok geçmeden buhar motorlarının ve diğer makinelerin icadına büyük katkı sağlayan daha büyük torna tezgahları da tanıtıldı.
5. Mekanizasyon ve otomasyon seviyesini iyileştirmek için çeşitli özel torna tezgahları doğdu. 1845'te Amerika Birleşik Devletleri'nden Fitch taret torna tezgahını icat etti; 1848'de Amerika Birleşik Devletleri döner torna tezgahlarının ortaya çıkışını gördü; 1873 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde Spencer tek eksenli bir otomatik torna tezgahı yaptı ve kısa süre sonra üç eksenli bir otomatik torna tezgahı yaptı; 20. yüzyılın başında bireysel motorlarla tahrik edilen dişli kutularına sahip torna tezgahları ortaya çıktı. Yüksek hızlı takım çeliğinin icadı ve elektrik motorlarının uygulanması nedeniyle torna tezgahları sürekli olarak gelişti ve sonunda yüksek hız ve hassasiyette modern bir seviyeye ulaştı.
Birinci Dünya Savaşı'ndan sonra askeri, otomotiv ve diğer mekanik endüstrilerin ihtiyaçları nedeniyle çeşitli verimli otomatik torna tezgahları ve özel torna tezgahları hızla gelişti. Küçük partilerdeki iş parçalarının verimliliğini artırmak amacıyla, 1940'ların sonlarında hidrolik profil oluşturma cihazlı torna tezgahları tanıtıldı ve aynı zamanda çok takımlı torna tezgahları da geliştirildi. Orta-1950'larda delikli kartlara, pim plakalarına ve arama plakalarına sahip, program kontrollü torna tezgahları geliştirildi. CNC teknolojisi 1960'lı yıllarda torna tezgahlarında kullanılmaya başlanmış ve 1970'li yıllardan sonra hızla gelişmiştir.
6. Torna tezgahları amaç ve işlevlerine göre çeşitli tiplere ayrılır.
Normal bir torna tezgahı, iş mili hızı ve ilerleme hızı için geniş bir ayar aralığına sahip çok çeşitli işleme nesneleri içerir ve iş parçalarının iç ve dış yüzeylerini, uç yüzlerini ve iç ve dış dişlerini işleyebilir. Bu tür torna tezgahları esas olarak işçiler tarafından manuel olarak çalıştırılır, üretim verimliliği düşüktür ve tek parça, küçük seri üretim ve onarım atölyeleri için uygundur.
Taret torna tezgahı ve döner torna tezgahı, birden fazla kesme aletini tutabilen taret veya geri dönüş çarkı takım tutucularına sahiptir. İşçiler tarafından farklı kesici takımlar kullanılarak iş parçasının tek bir kelepçeleme işleminde birden fazla işlemi tamamlamak için kullanılabilirler, bu da onları seri üretime uygun hale getirir.
Otomatik torna tezgahları, belirli bir programa göre küçük ve orta boyutlu iş parçalarının çoklu işlem işlemlerini otomatik olarak tamamlayabilir, malzemeleri otomatik olarak yükleyebilir ve boşaltabilir ve seri üretime uygun aynı iş parçalarının bir partisini tekrar tekrar işleyebilir.
Çok bıçaklı yarı otomatik tornalar tek eksenli, çok eksenli, yatay ve dikey tiplere ayrılabilir. Tek eksenli yatay torna tezgahının düzeni normal torna tezgahınınkine benzer, ancak diskler, halkalar ve iş parçaları gibi iş parçalarını işlemek için sırasıyla iş milinin önüne, arkasına veya yukarı ve aşağı iki takım takım tutucu takılıdır. şaftlar. Verimliliği normal bir torna tezgahınınkinden 3-5 kat daha yüksektir.
Kopyalama torna tezgahı, bir şablonun veya numunenin şeklini ve boyutunu taklit edebilir, iş parçasının işleme döngüsünü otomatik olarak tamamlayabilir ve karmaşık şekilli iş parçalarının küçük ve seri üretimi için uygundur. Verimliliği normal bir torna tezgahınınkinden 10-15 kat daha yüksektir. Çoklu bıçak tutuculu, çok eksenli, aynalı tip ve dikey tip gibi çeşitleri bulunmaktadır.
Dikey bir torna tezgahının mili yatay düzleme diktir, iş parçası yatay bir döner çalışma masasına sıkıştırılır ve takım tutucu bir kiriş veya sütun üzerinde hareket eder. Büyük, ağır ve kurulumu zor iş parçalarını sıradan torna tezgahlarında işlemek için uygundur; genellikle iki kategoriye ayrılır: tek sütunlu ve çift sütunlu.
Kürek dişi torna tezgahı, tornalama sırasında takım tutucu üzerinde radyal ileri geri hareket gerçekleştirir ve kürek frezeleme takımlarının, ocakların vb. diş yüzeylerini oluşturmak için kullanılır. Genellikle taşlama ataşmanlarıyla donatılmış, ayrı bir elektrik motoruyla çalıştırılan küçük bir taşlama çarkı dişi taşlar. yüzey.
Özel torna tezgahları, krank mili tornaları, eksantrik mili tornaları, tekerlek tornaları, aks tornaları, silindirli tornalar ve külçe tornaları gibi belirli türdeki iş parçalarının belirli yüzeylerini işlemek için kullanılan torna tezgahlarıdır.
Bağlantılı torna tezgahları esas olarak tornalama işlemleri için kullanılır, ancak bazı özel bileşenler ve aksesuarlar eklendikten sonra delik işleme, frezeleme, delme, ekleme, taşlama ve diğer işlemler için de kullanılabilirler. "Çok işlevli tek makine" özelliğine sahiptirler ve iş makineleri, gemiler veya mobil tamir istasyonlarındaki onarım çalışmaları için uygundurlar.
2, Sıkıcı makine
Fabrikadaki el sanatları endüstrisi nispeten geri kalmış olsa da, birçok vasıflı işçi yetiştirmiş ve yetiştirmiştir. Makine imalatında uzman olmasalar da bıçak, testere, iğne, matkap, koni, öğütücü gibi çeşitli el yapımı aletlerin yanı sıra miller, manşonlar, dişliler, yatak çerçeveleri vb. üretebilirler. Aslında makineler bu bileşenlerden oluşuyor.
Delik işleme makinelerinin ilk tasarımcısı Da Vinci delik işleme makineleri, "makinelerin annesi" olarak biliniyordu. Sondaj makineleri denilince öncelikle Leonardo da Vinci'den bahsedelim. Bu efsanevi figür, metal işlemede kullanılan ilk delme makinesinin tasarımcısı olabilir. Tasarladığı delik açma makinesi, hidrolik veya ayak pedallarıyla çalıştırılıyor ve delik işleme takımları, iş parçasına doğru sıkı bir şekilde dönerken, iş parçası, vinçle çalıştırılan hareketli bir platform üzerine sabitleniyor. 1540 yılında başka bir ressam, aynı delme makinesi şemasına sahip olan "Piroteknik" tablosunu yaptı. O zamanlar delik işleme makinesi özellikle içi boş dökümlerin hassas işlenmesi için kullanılıyordu.
İlk delme makinesi top namlularının işlenmesi için doğdu (Wilkinson, 1775). 17. yüzyılda askeri ihtiyaçlar nedeniyle topçu imalatının gelişimi çok hızlı olmuş ve top namlusunun nasıl üretileceği insanların acilen çözmesi gereken büyük bir sorun haline gelmiştir.
Dünyanın ilk gerçek delme makinesi 1775 yılında Wilkinson tarafından icat edildi. Aslında, Wilkinson'ın delik açma makinesi topları hassas şekilde işleyebilen bir delme makinesidir. Her iki ucu da rulmanlara monte edilmiş içi boş silindirik bir delik işleme barasıdır.
1728'de Wilkinson Amerika Birleşik Devletleri'nde doğdu. 20 yaşındayken Staffordshire'a taşındı ve Bileston'da ilk demir izabe fırınını kurdu. Bu nedenle Wilkinson, "Staffordshire'ın demirci ustası" olarak bilinir. 1775 yılında, 47 yaşındayken Wilkinson, babasının fabrikasında sürekli çaba harcadı ve sonunda bir topun namlusunu eşine az rastlanır bir hassasiyetle delebilen bu yeni makineyi üretti. İlginçtir ki Wilkinson 1808'deki ölümünden sonra kendi tasarladığı dökme demir bir tabuta gömüldü.
3. Delme makineleri Watt'ın buhar motoruna önemli katkılarda bulunmuştur. Eğer buhar makineleri olmasaydı o dönemde sanayi devriminin ilk dalgası yaşanmazdı. Buhar makinesinin geliştirilmesi ve uygulanması, gerekli sosyal olanakların yanı sıra, göz ardı edilemeyecek bazı teknolojik önkoşulları da gerektirir; çünkü buhar makinesinin bileşenlerinin imalatı, marangozların odun kesmesi kadar kolay değildir. Metalin özel şekillerde yapılması gerekir ve işleme için hassasiyet gereksinimleri yüksektir. İlgili teknik ekipman olmadan bu başarılamaz. Örneğin buhar motoru silindirleri ve pistonlarının imalatında, piston imalat işlemi sırasında ihtiyaç duyulan dış çapın hassasiyeti kesim sırasında dışarıdan ölçülebilir ancak silindir iç çapının hassasiyet gerekliliklerini karşılamak kolay değildir. genel işleme yöntemlerini kullanarak elde etmek.
Smith, 18. yüzyılın en seçkin mekanik teknisyeniydi. Smith toplam 43 adet su ve rüzgar türbini ekipmanı tasarladı. Smith'in buhar makinesi yaparken en zorlu görevi silindirleri işlemekti. Büyük bir silindirin iç çemberini bir daireye dönüştürmek oldukça zordur. Bu nedenle Smith, Karen Iron Works'te silindirin iç çemberini kesmek için özel bir takım tezgahı yaptı. Bir su çarkı tarafından tahrik edilen bu tip delme makinesi, uzun şaftının ön ucunda, iç dairesini işlemek için silindirin içinde dönebilen bir kesici aletle donatılmıştır. Kesici takımın uzun şaftın ön ucuna takılması nedeniyle şaft sapması gibi problemler meydana gelebilir ve bu da gerçek anlamda dairesel bir silindirin işlenmesini çok zorlaştırır. Bu nedenle Smith, işleme için silindirin konumunu birçok kez değiştirmek zorunda kaldı.
Wilkinson'un 1774 yılında icat ettiği delik açma makinesi bu sorunun çözümünde önemli rol oynadı. Bu tip delme makinesi, malzeme silindirini döndürmek ve onu tahrik için merkezdeki sabit aletle hizalamak için bir su çarkı kullanır. Takım ve malzeme arasındaki bağıl hareket nedeniyle malzeme silindirik deliklere yüksek hassasiyetle delinir. O zamanlar, bir delme makinesi kullanılarak, altı penilik madeni paranın kalınlığını aşmayan bir hatayla 72 inç çapında bir silindir yapıldı. Günümüz teknolojisine göre bu ciddi bir hata payı olsa da o günün şartlarında bu seviyeye ulaşmak zaten oldukça zordu.
Ancak Wilkinson'ın icadı patent korumasına başvurmadı ve insanlar onu taklit edip birbiri ardına yerleştirdi. Watt, 1802 yılında kitabında Wilkinson'un buluşundan da bahsetti ve bunu Soho demir fabrikasında tekrarladı. Gelecekte Watt, Wilkinson'ın sihirli makinesini buhar motorlarının silindirlerini ve pistonlarını üretmek için de kullandı. Başlangıçta piston için boyutu dışarıdan keserken ölçmek mümkündü, ancak silindir için bu o kadar basit değildi ve bir delik açma makinesiyle yapılması gerekiyordu. O zamanlar Watt, metal bir silindiri döndürmek için bir su çarkı kullanıyordu ve silindirin içini kesmek üzere merkezi olarak sabitlenmiş bir aleti ileri doğru itiyordu. Sonuç olarak çapı 75 inç olan bir silindirin, bir madeni paranın kalınlığından daha az bir hataya sahip olması, bu alanda oldukça ileri düzeydeydi.
4. Çalışma tezgahı kaldırmalı delik açma makinelerinin doğuşu (Hutton, 1885) Sonraki yıllarda Wilkinson'ın delik açma makinelerinde birçok iyileştirme yapıldı. 1885 yılında İngiltere'deki Hutton, modern delik işleme makinelerinin prototipi haline gelen çalışma tablalı kaldırmalı delik açma makinesini üretti.
3, Freze makinesi
19. yüzyılda İngilizler sanayi devriminin ihtiyaçları olan buhar motoru gibi delme ve planya makinelerini icat ederken, Amerikalılar çok sayıda silah üretmek için freze makinelerinin icadına yöneldiler. Freze makinesi, spiral oluklar, dişli şekilleri vb. gibi özel şekillerdeki iş parçalarını kesebilen, çeşitli şekillerde freze bıçaklarına sahip bir makinedir.
1664 gibi erken bir tarihte, İngiliz bilim adamı Hooke, ilkel bir frezeleme makinesi olarak kabul edilebilecek bir kesme makinesi oluşturmak için dönen dairesel kesici aletlere güveniyordu, ancak o zamanlar toplum buna coşkuyla yanıt vermedi. 1840'larda Pratt, Lincoln freze makinesi olarak adlandırılan makineyi tasarladı. Değirmen makinelerinin makine imalatındaki yerini gerçek anlamda ortaya koyan kişi elbette Amerikalı Whitney'dir.
1. İlk Sıradan Freze Makinesi (Whitney, 1818) 1818'de Whitney dünyanın ilk sıradan freze makinesini üretti, ancak freze makinesinin patenti İngiliz mucit Bodmer (takım besleme cihazlı portal planya makinesinin mucidi) tarafından alındı. Freze makinelerinin maliyetinin yüksek olması nedeniyle o dönemde pek fazla talep yoktu.
İlk üniversal freze makinesi (Brown, 1862), bir süre sessizliğin ardından Amerika Birleşik Devletleri'nde yeniden faaliyete geçti. Buna karşılık, Whitney ve Pratt'ın yalnızca freze makinelerinin icadı ve uygulamasının temelini attıkları söylenebilir ve çeşitli fabrika operasyonlarına uygulanabilecek freze makinelerinin icat edilmesindeki gerçek başarının Amerikalı mühendis Joseph Brown'a ait olması gerekir.
1862 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nden Brown dünyanın en eski üniversal frezeleme makinesini üretti; bu, üniversal indeksleme diskleri ve kapsamlı frezeleme takımlarıyla donatılmış olmasıyla çığır açan bir başarıydı. Üniversal bir freze makinesinin tezgahı yatay yönde belirli bir açıyla dönebilir ve freze kafası gibi aksesuarlarla donatılmıştır. Tasarladığı üniversal freze makinesi, 1867 Paris Fuarı'nda sergilendiğinde oldukça başarılı oldu. Brown aynı zamanda taşlama sonrasında bile deforme olmayacak formda bir freze takımı tasarladı ve ardından freze takımları için bir taşlama makinesi üreterek freze makinesini bugünkü seviyesine getirdi.
4, Planya makinesi
Buluş sürecinde çoğu şey tamamlayıcıdır ve birbiriyle ilişkilidir: Bir buhar makinesi üretmek için yardımcı olacak bir delme makinesine ihtiyaç vardır; Buhar makinesinin icadından sonra proses gereklilikleri açısından portal planyalara ihtiyaç duyuldu. Buhar motorunun icadının, delik işleme makinelerinden torna tezgahlarına, portal planya makinelerinin tasarımına kadar "çalışan ana makine"nin gelişmesine yol açtığı söylenebilir. Aslında planya bir tür metal planyadır.
1. Geniş düz yüzeylerin işlenmesi için portal planya makinesi (1839), buhar motoru valf yuvalarının düz olarak işlenmesi ihtiyacı nedeniyle 19. yüzyılın başlarından itibaren birçok teknisyen tarafından geliştirildi. Bunlar arasında, 1814'ten başlayarak 25 yıl içinde bağımsız olarak portal planya makineleri üreten Richard Robert, Richard Pratt, James Fox ve Joseph Clement vardı. Bu tür portal planya, işlenmiş nesneyi ileri geri hareket eden bir platform üzerinde sabitlemek için kullanılır ve planya bir tanesini keser. işlenen nesnenin tarafı. Ancak bu tip planyaların henüz bıçak besleme cihazı yoktur ve bir "alet"ten "makineye" geçiş sürecindedir. 1839'da Bodmore adlı bir İngiliz, sonunda bıçak besleme cihazına sahip bir portal planya tasarladı.
2. Küçük düz yüzeylerin işlenmesi için inek kafası planya makinesi. Bir başka İngiliz olan Nesmith, 1831'den itibaren 40 yıl içinde küçük düz yüzeyleri işlemek için inek kafası planyasını icat etti ve üretti. Kesici alet ileri geri hareket ederken işlenen nesneyi yatağa sabitleyebiliyor.
Daha sonra aletlerin gelişmesi ve elektrik motorlarının ortaya çıkmasıyla birlikte portal planyalar bir yandan yüksek hızlı kesim ve yüksek hassasiyete, diğer yandan da büyük ölçekli üretime doğru gelişti.
5, Taşlama makinesi
Öğütme, eski çağlardan beri insanların bildiği eski bir teknolojidir. Paleolitik çağda bu teknoloji taş aletlerin öğütülmesinde kullanılıyordu. Gelecekte metal aletlerin kullanılmasıyla taşlama teknolojisinin gelişimi teşvik edilmiştir. Bununla birlikte, ünlü taşlama makinelerinin tasarlanması hala modern bir şeydir; 19. yüzyılın başlarında bile insanlar, öğütme için işlenmiş nesneyle temas ettirmek amacıyla hâlâ dönen doğal öğütme taşlarını kullanıyordu.
1. İlk Taşlama Makinesi (1864) 1864 yılında Amerika Birleşik Devletleri, bir torna tezgahının kayar taşıyıcısına taşlama çarklarını takan ve otomatik şanzımanla donatan dünyanın ilk taşlama makinesini üretti. 12 yıl sonra Amerika Birleşik Devletleri'nden Brown, modern taşlama makinelerine yakın olan evrensel bir taşlama makinesi icat etti.
2. İlk delme makinesi (Whitworth, 1862). 1850 civarında, metal delme için Fried Dough Twists matkaplarını yapan ilk kişi Alman Mattignoni'ydi; 1862 yılında İngiltere'nin Londra kentinde düzenlenen Uluslararası Fuar'da İngiliz Whitworth, modern delme makinelerinin prototipi haline gelen, güçle çalışan dökme demir dolap çerçeveli bir delme makinesini sergiledi.
Gelecekte, külbütör kollu delme makineleri, otomatik besleme mekanizmalarıyla donatılmış delme makineleri, aynı anda birden fazla delik açabilen çok eksenli delme makineleri gibi çeşitli delme makineleri birbiri ardına ortaya çıkacak. Alet malzemeleri ve matkap uçlarındaki gelişmelerin yanı sıra elektrik motorlarının kullanılması nedeniyle nihayet büyük ölçekli, yüksek performanslı delme makineleri üretildi.