Derzeit ist die Drehbank weithin bekannt. Die Geschichte seiner Entstehung beginnt in den 700er Jahren n. Chr. Die ersten Modelle wurden für die Holzbearbeitung verwendet, 3 Jahrhunderte später wurde eine Maschine zur Bearbeitung von Metallen geschaffen.
Erste Erwähnungen
In den 700er Jahren n. Chr. Es entstand eine Einheit, die teilweise einer modernen Drehbank ähnelt. Die Geschichte seiner ersten erfolgreichen Markteinführung beginnt mit der Bearbeitung von Holz durch die Rotationsmethode des Werkstücks. Kein einziges Teil der Installation war aus Metall. Daher ist die Zuverlässigkeit solcher Geräte eher gering.
Damals hatte die Drehmaschine einen geringen Wirkungsgrad. Die Produktionsgeschichte wurde nach den erh altenen Zeichnungen und Zeichnungen wiederhergestellt. Zum Abwickeln des Werkstücks waren 2 kräftige Lehrlinge erforderlich. Die Genauigkeit der resultierenden Produkte ist nicht hoch.
Informationen über Installationen, die vage an eine Drehbank erinnern, die Geschichte reicht bis 650 v. Chr. zurück. e. Diese Maschinen hatten jedoch nur das Verarbeitungsprinzip gemeinsam – das Rotationsverfahren. Der Rest der Knoten war primitiv. Das Werkstück wurde im wahrsten Sinne des Wortes in Bewegung gesetzt. Sklavenarbeit wurde eingesetzt.
Die im 12. Jahrhundert geschaffenen Modelle hatten bereits den Anschein eines Antriebs und konnten ein vollwertiges Produkt erh alten. Allerdings gab es noch keine Werkzeugh alter. Daher war es zu früh, um über die hohe Genauigkeit des Produkts zu sprechen.
Das Gerät der ersten Modelle
Eine alte Drehbank spannte ein Werkstück zwischen Spitzen ein. Die Rotation wurde von Hand nur für wenige Umdrehungen durchgeführt. Der Schnitt wurde mit einem stationären Werkzeug durchgeführt. Ein ähnliches Verarbeitungsprinzip ist in modernen Modellen vorhanden.
Als Antrieb für die Drehung des Werkstücks verwendeten die Handwerker: Tiere, einen Bogen mit Pfeilen, die mit einem Seil an das Produkt gebunden waren. Einige Handwerker bauten für diese Zwecke eine Art Wassermühle. Aber es gab keine signifikante Leistungsverbesserung.
Die erste Drehmaschine hatte Holzteile, und als die Anzahl der Knoten zunahm, ging die Zuverlässigkeit des Geräts verloren. Wassergeräte verloren aufgrund der Komplexität der Reparatur schnell an Relevanz. Erst im 14. Jahrhundert tauchte der einfachste Antrieb auf, der den Verarbeitungsprozess stark vereinfachte.
Frühe Aktoren
Von der Erfindung der Drehbank bis zur Implementierung des einfachsten Antriebsmechanismus darauf sind mehrere Jahrhunderte vergangen. Sie können es sich in Form einer Stange vorstellen, die mittig am Rahmen oben auf dem Werkstück befestigt ist. Ein Ende der Ochepa wird mit einem Seil gebunden, das um das Werkstück gewickelt wird. Die zweite wird mit einem Fußpedal fixiert.
Dieser Mechanismus funktionierte erfolgreich, konnte aber nicht das Notwendige bereitstellenLeistung. Das Funktionsprinzip wurde auf den Gesetzen der elastischen Verformung aufgebaut. Beim Treten des Pedals wurde das Seil gespannt, die Stange verbogen und erheblich belastet. Letzterer wurde auf das Werkstück übertragen und setzte es in Bewegung.
Nachdem das Produkt 1 oder 2 Umdrehungen gedreht wurde, wurde die Stange gelöst und erneut gebogen. Mit einem Pedal regulierte der Meister den Dauerbetrieb des Oches und zwang das Werkstück, sich kontinuierlich zu drehen. Gleichzeitig waren die Hände mit dem Werkzeug beschäftigt und machten die Holzbearbeitung.
Dieser einfachste Mechanismus wurde von den folgenden Versionen von Maschinen geerbt, die bereits einen Kurbelmechanismus hatten. Mechanische Nähmaschinen des 20. Jahrhunderts hatten in der Folge eine ähnliche Antriebskonstruktion. Auf Drehbänken erreichten sie mit Hilfe einer Kurbel eine gleichmäßige Bewegung in eine Richtung.
Aufgrund der gleichmäßigen Bewegung des Meisters begannen Produkte mit der richtigen zylindrischen Form zu erh alten. Das einzige, was fehlte, war die Steifigkeit der Knoten: Zentren, Werkzeugh alter, Antriebsmechanismus. Die H alter der Messer waren aus Holz, was bei der Verarbeitung zum Auswringen führte.
Aber trotz der aufgeführten Mängel wurde es möglich, sogar kugelförmige Teile herzustellen. Die Metallbearbeitung war immer noch ein schwieriger Prozess. Sogar weiche Legierungen durch Rotation gaben dem echten Drehen nicht nach.
Eine positive Entwicklung in der Konstruktion von Werkzeugmaschinen war die Einführung der Vielseitigkeit in der Bearbeitung: Werkstücke mit unterschiedlichen Durchmessern und Längen wurden bereits auf einer Maschine bearbeitet. Dies wurde durch verstellbare H alter und Zentrierspitzen erreicht. Große Details erforderten jedoch signifikantedie physischen Kosten des Assistenten zum Implementieren der Rotation.
Viele Handwerker haben ein Schwungrad aus Gusseisen und anderen schweren Materialien angepasst. Die Nutzung der Trägheits- und Schwerkraft erleichterte die Arbeit des Handlers. Es war jedoch immer noch schwierig, den industriellen Maßstab zu erreichen.
Metallteile
Die Hauptaufgabe der Erfinder von Werkzeugmaschinen bestand darin, die Steifigkeit der Knoten zu erhöhen. Der Beginn der technischen Umrüstung war der Einsatz von Metallspitzen, die das Werkstück spannen. Später wurden bereits Zahnräder aus Stahlteilen eingeführt.
Metallteile ermöglichten die Herstellung von Schraubenschneidemaschinen. Die Steifigkeit reichte bereits für die Bearbeitung von weichen Metallen aus. Einzelne Einheiten wurden nach und nach verbessert:
- Rohlingsh alter, später Haupteinheit genannt - Spindel;
- konische Anschläge wurden mit verstellbaren Mechanismen ausgestattet, um die Position entlang der Länge zu verändern;
- Dreharbeiten wurden durch die Erfindung des Metallwerkzeugh alters erleichtert, aber zur Steigerung der Produktivität war eine konstante Spanabfuhr erforderlich;
- Das Gusseisenbett erhöhte die Steifigkeit der Struktur, was es ermöglichte, Teile von beträchtlicher Länge zu bearbeiten.
Mit der Einführung von Metallknoten wird es schwieriger, das Werkstück abzuwickeln. Die Erfinder dachten darüber nach, einen vollwertigen Antrieb zu schaffen, der die menschliche Handarbeit eliminieren wollte. Das Übertragungssystem half bei der Umsetzung des Plans. Die Dampfmaschine wurde zuerst angepasst, um Werkstücke zu drehen. Davor war eine Wassermaschine.
Gleichmäßige Bewegung des SchnittsDas Werkzeug wurde von einem Schneckengetriebe mit einem Griff ausgeführt. Dies führte zu einer saubereren Oberfläche des Teils. Wechselblöcke ermöglichten universelle Arbeiten auf einer Drehmaschine. Mechanisierte Strukturen haben sich im Laufe der Jahrhunderte verbessert. Aber bis heute basiert das Funktionsprinzip von Knoten auf den ersten Erfindungen.
Wissenschaftliche Erfinder
Aktuell werden beim Kauf einer Drehmaschine zuerst die technischen Daten analysiert. Sie bieten die wichtigsten Möglichkeiten in Verarbeitung, Abmessungen, Steifigkeit, Produktionsgeschwindigkeit. Früher wurden bei der Modernisierung von Knoten schrittweise Parameter eingeführt, nach denen die Modelle miteinander verglichen wurden.
Die Klassifizierung von Maschinen half, den Perfektionsgrad einer bestimmten Maschine einzuschätzen. Nach der Analyse der gesammelten Daten verbesserte Andrei Nartov, ein einheimischer Erfinder aus der Zeit von Peter dem Großen, frühere Modelle. Seine Idee war eine echte mechanisierte Maschine, mit der Sie verschiedene Arten der Bearbeitung von Rotationskörpern durchführen und Fäden schneiden können.
Ein Plus in Nartovs Design war die Möglichkeit, die Rotationsgeschwindigkeit des beweglichen Zentrums zu ändern. Sie stellten auch austauschbare Getriebeblöcke zur Verfügung. Das Aussehen der Maschine und des Geräts ähnelt einer modernen einfachen Drehmaschine TV3, 4, 6. Moderne Bearbeitungszentren haben ähnliche Aggregate.
Im 18. Jahrhundert stellte Andrey Nartov der Welt den selbstfahrenden Messschieber vor. Die Leitspindel überträgt die gleichmäßige Bewegung des Werkzeugs. Henry Maudsley, englischer Erfinder, stellte seine vorVersion eines wichtigen Knotens bis zum Ende des Jahrhunderts. In seiner Konstruktion wurde die Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit der Achsen aufgrund der unterschiedlichen Gewindesteigung der Leitspindel durchgeführt.
Hauptknoten
Drehmaschinen sind ideal zum Drehen von 3D-Teilen. Eine Übersicht über eine moderne Maschine enthält die Parameter und Eigenschaften der Hauptkomponenten:
- Bett - das Hauptlastelement, der Rahmen der Maschine. Hergestellt aus langlebigen und harten Legierungen, wird hauptsächlich Perlit verwendet.
- Support - eine Insel zum Anbringen rotierender Werkzeugköpfe oder eines statischen Werkzeugs.
- Spindel - fungiert als Werkstückh alter. Der wichtigste starke Rotationsknoten.
- Zusatzaggregate: Kugelgewindetriebe, Gleitachsen, Schmiereinrichtungen, Kühlmittelzufuhr, Entlüfter aus dem Arbeitsraum, Kühler.
Eine moderne Drehmaschine enthält Antriebssysteme, die aus einer ausgeklügelten Steuerelektronik und einem Motor, oft einem Synchronmotor, bestehen. Zusätzliche Optionen ermöglichen es Ihnen, Späne aus dem Arbeitsbereich zu entfernen, das Werkzeug zu messen und Kühlmittel unter Druck direkt in den Schnittbereich zu leiten. Die Mechanik der Maschine wird individuell für die Aufgaben der Produktion ausgewählt, davon hängen auch die Kosten der Ausstattung ab.
Der Bremssattel enthält Knoten zum Platzieren von Lagern, die auf dem Kugelgewindetrieb (Kugelgewindetriebpaar) montiert sind. Außerdem sind darauf Elemente zum Kontakt mit den Gleitführungen montiert. Die Schmierung in modernen Maschinen wird automatisch zugeführt, ihr Füllstand im Tank wird kontrolliert.
In den ersten Drehbänken BewegungDas Werkzeug wurde von einer Person ausgeführt, er wählte die Richtung seiner Bewegung. Bei modernen Modellen werden alle Manipulationen vom Controller ausgeführt. Die Erfindung eines solchen Knotens dauerte mehrere Jahrhunderte. Elektronik hat die Verarbeitungsmöglichkeiten stark erweitert.
Verw altung
In letzter Zeit sind CNC-Metalldrehmaschinen weit verbreitet - mit numerischer Steuerung. Die Steuerung steuert den Schneidprozess, überwacht die Position der Achsen, berechnet die Bewegung gemäß den eingestellten Parametern. Der Speicher speichert mehrere Schnittstufen bis zum Ausgang des fertigen Teils.
CNC-Metalldrehmaschinen können eine Prozessvisualisierung haben, die hilft, das geschriebene Programm zu überprüfen, bevor sich das Werkzeug bewegt. Der gesamte Schnitt ist virtuell einsehbar und Codefehler können rechtzeitig korrigiert werden. Moderne Elektronik regelt die Achslast. Mit den neuesten Versionen der Software können Sie ein defektes Werkzeug identifizieren.
Die Methodik zur Kontrolle gebrochener Einsätze am Werkzeugh alter basiert auf dem Vergleich der Belastungskurve der Achse während des normalen Betriebs und beim Überschreiten der Notfallschwelle. Die Verfolgung erfolgt im Programm. Informationen zur Analyse werden der Steuerung von einem Antriebssystem oder einem Leistungssensor mit der Fähigkeit zur Digitalisierung von Werten bereitgestellt.
Positionssensoren
Die ersten Maschinen mit Elektronik hatten Endsch alter mit Mikrosch altern zur Kontrolle der Endlagen. Später wurden Encoder am Propeller installiert. Derzeit werden hochpräzise Lineale verwendet, die ein Spiel von wenigen Mikrometern messen können.
Ausgestattet mit kreisförmigen Sensoren und Rotationsachsen. Die Spindelanordnung konnte gesteuert werden. Dies ist erforderlich, um die Fräsfunktionen umzusetzen, die vom angetriebenen Werkzeug ausgeführt wurden. Letzteres wurde oft in den Turm eingebaut.
Werkzeugintegrität wird mit elektronischen Sonden gemessen. Sie erleichtern auch das Auffinden von Ankerpunkten zum Starten des Schneidzyklus. Die Sonden können die Geometrie der erh altenen Konturen des Teils nach der Bearbeitung messen und automatisch Korrekturen vornehmen, die in der Nachbearbeitung enth alten sind.
Das einfachste moderne Modell
Die Drehbank TV 4 ist ein Ausbildungsmodell mit einfachstem Antrieb. Die gesamte Steuerung erfolgt manuell.
Griffe:
- Stellen Sie die Position des Werkzeugs relativ zur Rotationsachse ein;
- Einfädelrichtung rechts oder links einstellen;
- werden verwendet, um die Geschwindigkeit des Hauptantriebs zu ändern;
- Gewindesteigung bestimmen;
- Längsbewegung des Werkzeugs einbeziehen;
- sind für die Befestigung der Knoten zuständig: der Reitstock und seine Federkiele, Köpfe mit Schneidezähnen.
Schwungräder bewegen Knoten:
- Reitstockpinole;
- Längswagen.
Das Design sieht einen Beleuchtungskreislauf für den Arbeitsbereich vor. Ein Schutzgitter in Form eines Schutzgitters schützt Werker vor Spänen. Das Design der Maschine ist kompakt, was den Einsatz in Klassenzimmern und Diensträumen ermöglicht.
Die TV4-Schraubdrehmaschine ist einfachStrukturen, in denen alle notwendigen Komponenten einer vollwertigen Metallverarbeitungsstruktur bereitgestellt werden. Die Spindel wird über ein Getriebe angetrieben. Das Werkzeug ist auf einem Träger mit mechanischem Vorschub montiert, der von einem Schraubenpaar angetrieben wird.
Größen
Die Spindel wird von einem Asynchronmotor angetrieben. Die maximale Werkstückgröße kann im Durchmesser sein:
- nicht mehr als 125 mm bei Bearbeitung über dem Bremssattel;
- nicht mehr als 200 mm bei Bearbeitung über dem Bett.
Die Länge des in der Mitte eingespannten Werkstücks beträgt nicht mehr als 350 mm. Die montierte Maschine wiegt 280 kg, die maximale Spindeldrehzahl beträgt 710 U/min. Diese Drehzahl ist entscheidend für das Schlichten. Die Stromversorgung erfolgt über ein 220-V-Netz mit einer Frequenz von 50 Hz.
Eigenschaften des Modells
Das Getriebe der TV4-Maschine ist über eine Keilriemenübertragung mit dem Spindelmotor verbunden. Auf der Spindel wird die Drehung von der Box durch eine Reihe von Zahnrädern übertragen. Die Drehrichtung des Werkstücks lässt sich einfach durch Phasenverschiebung des Hauptmotors ändern.
Die Gitarre wird verwendet, um die Drehung von der Spindel auf die Bremssättel zu übertragen. Es können 3 Vorschübe umgesch altet werden. Dementsprechend werden drei verschiedene Arten von metrischen Gewinden geschnitten. Die Gewindespindel sorgt für einen reibungslosen und gleichmäßigen Lauf.
Die Griffe bestimmen die Drehrichtung des Propellerpaares des Spindelkastens. Die Griffe stellen auch die Vorschubgeschwindigkeiten ein. Der Bremssattel bewegt sich nur in Längsrichtung. Aggregate sind nach Maschinenvorschriften manuell zu schmieren. Getriebe hingegen nehmen Fett aus dem Bad, in dem sie arbeiten.
Auf der Maschinedie Fähigkeit, manuell zu arbeiten. Dazu werden Schwungräder verwendet. Die Zahnstange und das Ritzel kämmen mit der Zahnstange und dem Ritzel. Letzterer ist mit dem Rahmen verschraubt. Diese Konstruktion ermöglicht es, falls erforderlich, eine manuelle Steuerung der Maschine einzubeziehen. Ein ähnliches Handrad dient zum Bewegen der Reitstockpinole.
