工作機械モデルの作成方法に応じて、工作機械は旋盤、ボール盤、ボーリング盤、研削盤、歯車加工機、ねじ切り盤、フライス盤、プレーナースロット盤、ブローチ盤、鋸盤などの11種類に分類されます。工作機械。各工作機械は、加工範囲、レイアウト形式、構造性能に応じていくつかのグループに分けられ、さらに各グループはいくつかのシリーズに分かれています。今日は編集者が旋盤、中ぐり盤、フライス盤の歴史についてお話します。
1.旋盤
旋盤は、主に回転工具を使用して回転するワークを回転させる工作機械です。旋盤ではドリル、リーマ、リーマ、タップ、ダイス、ローレット工具なども対応した加工が可能です。旋盤は主にシャフト、ディスク、スリーブ、その他の回転面を持つワークピースの加工に使用され、機械製造工場や修理工場で最も広く使用されているタイプの工作機械です。
1. 古代の滑車と弓ロッドの「弓旋盤」。古代エジプトにまで遡り、人々は工具を使って中心軸の周りを回転させながら木材を回す技術を発明してきました。当初、人々は2本の立った丸太を支柱として回転させる木材を立て、枝の弾性力を利用してロープを木材に転がし、手や足でロープを引っ張って木材を回転させ、ナイフを持ち続けました。切断。
この古代の方法は徐々に進化して発展し、滑車にロープを2、3回巻き、弓状に曲げた弾性ロッドでロープを支え、弓を前後に押したり引いたりして加工物を回転させます。旋削加工、それが「弓旋盤」です。
2. 中世のクランクシャフトとフライホイール駆動の「足踏み旋盤」。中世、誰かがペダルを使用してクランクシャフトを回転させてフライホイールを駆動し、次にそれをメインシャフトに駆動して回転させる「足踏み旋盤」を設計しました。16世紀半ば、ベッソンというフランスのデザイナーは、ネジ棒を使ってネジを回し、工具を滑らせる旋盤を設計しました。残念ながらこの旋盤は普及しませんでした。
3. 18 世紀には、ベッドサイド ボックスとチャックが誕生しました。18 世紀に、別の誰かが、フット ペダルとコネクティング ロッドを使用してクランク シャフトを回転させる旋盤を設計しました。クランク シャフトは、回転運動エネルギーをフライホイールに蓄えることができ、ワークピースを回転主軸台に直接回転させることから発展しました。ワークを保持するためのチャックです。
4. 1797 年、イギリス人モーズリーは、精密送りねじと交換可能な歯車を備えた画期的な刃物台旋盤を発明しました。
モーズリーは 1771 年に生まれ、18 歳で発明家ブラマーの右腕でした。ブラマーさんはずっと農家をしていたといわれていますが、16歳の時に事故で右足首に障害を負い、あまり動けない木工の道に転向せざるを得ませんでした。彼の最初の発明は 1778 年の水洗トイレでした。モーズリーはブラーマーが 26 歳でブラーマーのもとを去るまで油圧プレスやその他の機械の設計を手伝い始めました。これはブラーマーがモーリッツの週 30 シリングを超える賃上げ要求の提案を無礼に拒否したためです。
モーズリーがブラマーを去ったのと同じ年に、彼は最初のねじ旋盤を製作しました。これは、2 本の平行なレールに沿って移動できるツール ホルダーと心押し台を備えた全金属製の旋盤でした。ガイドレールのガイド面は三角形であり、主軸が回転するとリードスクリューが駆動され、ツールホルダが横方向に移動します。これは現代の旋盤の主要な機構であり、あらゆるピッチの精密な金属ネジを回転させることができます。
3 年後、モーズリーは自分の作業場で、加工されるねじ山の送り速度とピッチを変更できる交換可能なギアを備えた、より完成度の高い旋盤を製作しました。1817 年、別の英国人ロバーツは、スピンドル速度を変更するために 4 段階プーリーと後輪機構を採用しました。すぐに、より大型の旋盤が導入され、蒸気エンジンやその他の機械の発明に貢献しました。
5. 各種特殊旋盤の誕生 機械化・自動化を進めるため、1845年にアメリカのフィッチ社がタレット旋盤を発明しました。1848 年に車輪旋盤が米国に登場しました。1873年にアメリカのスペンサーは一軸自動旋盤を作り、すぐに三軸自動旋盤を作りました。20 世紀初頭には、別個のモーターで駆動される歯車伝動装置を備えた旋盤が登場しました。高速度工具鋼の発明と電動機の応用により、旋盤は改良を続け、ついに現代の高速・高精度のレベルに到達しました。
第一次世界大戦後、兵器、自動車などの機械産業のニーズにより、高効率の各種自動旋盤や特殊旋盤が急速に発展しました。1940年代後半には、少量ワークの生産性を向上させるため、油圧倣い装置を搭載した旋盤が普及し、同時に多工具旋盤も開発されました。1950 年代半ばに、パンチカード、ラッチ プレート、ダイヤルを備えたプログラム制御旋盤が開発されました。CNC 技術は 1960 年代に旋盤で使用され始め、1970 年代以降に急速に発展しました。
6. 旋盤は用途や機能に応じてさまざまな種類に分かれます。
一般旋盤は加工対象範囲が広く、主軸速度や送りの調整範囲が大きく、ワークの内外面、端面、内外ねじなどの加工が可能です。このタイプの旋盤は主に作業員による手動操作であり、生産効率が低く、単品の小ロット生産や修理工場に適しています。
タレット旋盤やロータリー旋盤は、複数の工具を保持できるタレット刃物台や回転刃物台を備えており、作業者は複数の工具を使用してワークを一度クランプするだけでさまざまな工程を完了できるため、量産に適しています。
自動旋盤は、中小型ワークの多工程加工を一定のプログラムに従って自動で完了することができ、材料の自動搬入出や同一ワークの一括加工を繰り返し行うことができるため、大量生産に適しています。
マルチツール半自動旋盤は、単軸、多軸、横型、立型に分類されます。一軸横型は通常の旋盤と同様のレイアウトですが、主軸の前後または上下に2組の刃物台が設置されており、円盤の加工に使用されます。リングやシャフトワークの加工が可能で、通常の旋盤に比べ3～5倍の生産性を誇ります。
プロファイリング旋盤は、テンプレートまたはサンプルの形状とサイズを模倣することで、ワークピースの加工サイクルを自動的に完了できます。複雑な形状のワークの少量生産や一括生産に適しており、生産性は通常の旋盤に比べて10～15倍です。マルチツールホルダー、多軸、チャック式、縦型などがあります。
立形旋盤の主軸は水平面に対して垂直であり、ワークは水平回転テーブルに固定され、刃物台はビームまたはコラム上を移動します。通常の旋盤では取り付けが難しい大型重量ワークの加工に適しています。一般に、それらは 1 列と 2 列の 2 つのカテゴリに分類されます。
ショベルトゥース旋盤が回転している間、ツールホルダーは半径方向に周期的に往復運動し、フォークリフトフライスやホブカッターなどの歯面を形成するために使用されます。電動モーターが歯の表面を緩和します。
専用旋盤は、クランクシャフト旋盤、カムシャフト旋盤、ホイール旋盤、アクスル旋盤、ロール旋盤、インゴット旋盤など、特定のタイプのワークピースの特定の表面を加工するために使用される旋盤です。
複合旋盤は主に旋削加工に使用されますが、いくつかの専用部品や付属品を追加することで、ボーリング、フライス、穴あけ、挿入、研削などの加工も行うことができます。「1台で複数の機能を備える」という特徴を持ち、車両や船舶のエンジニアリング、修理ステーションでの移動修理作業などに適しています。
2. ボーリングマシン
工房産業は比較的後進的な産業ですが、多くの職人を育て、輩出してきました。彼らは機械製作の専門家ではありませんが、ナイフ、鋸、針、ドリル、コーン、グラインダー、シャフト、スリーブ、ギア、ベッドフレームなど、あらゆる種類の手工具を作ることができます。実際、機械は組み立てられています。これらの部分から。
1. ボーリングマシンの最初の設計者 – ダヴィンチボーリングマシンは「機械の母」として知られています。退屈な機械といえば、まずレオナルド・ダ・ヴィンチについて話さなければなりません。この伝説的な人物は、金属加工用の最初期の中ぐり機械の設計者であった可能性があります。彼が設計したボーリングマシンは油圧またはフットペダルで駆動され、ボーリングツールはワークピースの近くで回転し、ワークピースはクレーンで駆動される移動テーブルに固定されます。1540 年、別の画家が、当時中空鋳物の仕上げに使用されていた中ぐり盤と同じ絵を使って「火工品」の絵を描きました。
2. 大砲の砲身を加工するために誕生した最初のボーリングマシン (ウィルキンソン、1775 年)。17世紀になると軍事的必要性から大砲製造が急速に発展し、大砲の砲身をどのように製造するかが緊急に解決すべき大きな問題となった。
世界初の本格的なボーリングマシンは、1775 年にウィルキンソンによって発明されました。実際、ウィルキンソンのボーリングマシンは、正確に言うと、両端のベアリングに取り付けられた中空の円筒形のボーリングバーである大砲を精密に加工できるボール盤です。
1728 年にアメリカで生まれたウィルキンソンは、ビルストン初の製鉄炉を建設するために 20 歳のときにスタッフォードシャーに移りました。このため、ウィルキンソンは「スタッフォードシャーの鍛冶屋の名手」と呼ばれていました。1775 年、47 歳のとき、ウィルキンソンは父親の工場で熱心に働き、まれな精度で大砲の砲身を穴あけできるこの新しい機械を作成しました。興味深いことに、ウィルキンソンが 1808 年に亡くなった後、彼は自ら設計した鋳鉄製の棺に埋葬されました。
3. ボーリングマシンはワットの蒸気エンジンに重要な貢献をしました。産業革命の第一波は蒸気機関なしでは起こりえなかったでしょう。蒸気エンジン自体の開発と応用には、必要な社会的機会に加えて、いくつかの技術的前提条件を無視することはできません。蒸気エンジンの部品の製造は、大工が木を切るほど簡単ではないからです。金属部品には特殊な形状を作る必要があり、加工精度も要求され、対応する技術設備がなければ実現できません。例えば、蒸気エンジンのシリンダーやピストンの製造において、ピストンの製造工程で要求される外径の精度は、寸法を測定しながら外側から切削することができますが、内側の精度要求を満たすには、シリンダー径が大きいため、一般的な加工方法では困難です。。
スミストンは 18 世紀で最も優れた整備士でした。スミストンは 43 もの水車と風車の設備を設計しました。蒸気エンジンの製作に関して、スミソンにとって最も困難だったのはシリンダーの加工でした。大きなシリンダーの内周を真円に加工するのは非常に困難です。この目的を達成するために、スミストンはカレン鉄工所でシリンダーの内側の円を切断するための特別な工作機械を製造しました。水車を動力源とするこの種の中ぐり盤は、長軸先端に工具を備えており、シリンダ内で工具を回転させて内周を加工することができる。長いシャフトの先端に工具を取り付けるため、シャフトのたわみなどの問題が発生し、真の円筒を加工するのは非常に困難です。この目的を達成するために、スミストンはシリンダーの位置を何度も変更して加工する必要がありました。
1774 年にウィルキンソンによって発明されたボーリングマシンがこの問題に大きな役割を果たしました。この種のボーリングマシンは、水車を使用して材料シリンダーを回転させ、中央の固定ツールに向かって押し出します。工具と素材の相対運動により、素材に高精度の円筒穴をあけます。当時、6ペンス硬貨の厚さの中に直径72インチの円柱を作るために中ぐり盤が使用されていました。これは現代の技術で測ると大きな誤差ですが、当時の状況ではこのレベルに達するのは容易ではありませんでした。
しかし、ウィルキンソンの発明は特許を取得しておらず、人々がそれをコピーしてインストールしました。1802 年、ワットはウィルキンソンの発明についても書き、ソーホーの製鉄所でそれを模倣しました。その後、ワットが蒸気エンジンのシリンダーとピストンを作ったときも、ウィルキンソンのこの素晴らしい機械を使用しました。ピストンの場合は切断しながら寸法を測ることができるが、シリンダーの場合はそう簡単ではなく、ボーリングマシンを使用する必要があることがわかった。その際、ワットは水車を使って金属シリンダーを回転させ、中心を固定した工具を前方に押し出してシリンダーの内側を切断した。その結果、直径 75 インチのシリンダーの誤差はコインの厚さよりも小さくなりました。とても先進的ですね。
4. テーブルリフティングボーリングマシンの誕生 (ハットン、1885 年) その後数十年にわたり、ウィルキンソンのボーリングマシンには多くの改良が加えられました。1885年にイギリスのハットン社が、現在のボーリングマシンの原型となったテーブルリフティングボーリングマシンを製造しました。
3. フライス盤
19世紀、イギリス人は蒸気機関など産業革命に必要なボーリングマシンやカンナを発明し、アメリカ人は大量の武器を生産するためにフライス盤の発明に集中しました。フライス盤は、さまざまな形状のフライスを備えた機械で、らせん溝や歯車形状などの特殊な形状のワークを切削することができます。
1664 年には、英国の科学者フックが、回転する円形カッターを利用して切断するための機械を作成しました。これがフライス盤の原型ともいえるが、当時は社会の反応はそれほど熱心ではなかった。1840 年代に、プラットはいわゆるリンカーンフライス盤を設計しました。もちろん、機械製造におけるフライス盤の地位を実際に確立したのは、アメリカのホイットニー社でした。
1. 最初の普通フライス盤（ホイットニー、1818年） 1818年にホイットニーが世界初の普通フライス盤を作りましたが、このフライス盤の特許はイギリスのボドマー社（工具送り装置付き）でした。ガントリー プレーナーの発明者は 1839 年に「入手」しました。フライス盤は高価だったため、当時は興味を持つ人は多くありませんでした。
2. 最初の万能フライス盤 (ブラウン、1862 年) フライス盤は沈黙期間の後、米国で再び活発になりました。対照的に、ホイットニーとプラットはフライス盤の発明と応用の基礎を築いたとしか言えず、工場内のさまざまな作業に適用できるフライス盤を真に発明した功績はアメリカの技術者に帰されるべきである。ジョセフ・ブラウン。
1862 年、米国のブラウン社は世界初の万能フライス盤を製造しました。これは、万能インデックスディスクと総合的なフライスカッターの提供における画期的な技術革新でした。ユニバーサルフライス盤のテーブルは水平方向に一定角度回転でき、エンドミルヘッドなどの付属品が付いています。彼の「万能フライス盤」は1867年のパリ万博に出品され大成功を収めました。同時にブラウンは、研削しても変形しない形状のフライスを設計し、フライスを研削するための研削盤を製作しました。フライス盤を現在のレベルに引き上げました。
投稿日時: 2022 年 6 月 2 日