История токарных станков уходит корнями в глубь веков. В писаниях Древнего Рима упоминается водяная машина для резки мрамора, которая «ворочает мощным напором жерновы мельниц и в мрамор врезает свистящие пилы». А при раскопках античного города Иераполя, что расположен на территории Турции, археологи обнаружили крышку саркофага, на которой была выгравирована машина для резки мрамора.
Плиний старший писал о некоем Феодоре с острова Самос, который обтачивал на станке механически вращающиеся изделия из металла. Но ни сами устройства, ни их чертежи не сохранились.
Первый токарный станок представлял собой верёвку с двумя палочками на концах, с помощью которой вращали заготовку. В качестве резца применяли острый камень или металлический метеорит. Такую верёвку вращали вдвоём, что, конечно, было неудобно.Чтобы станком мог управлять один человек, придумали лучок — деревянную дугу, на которую натягивали верёвку. Верёвка несколько раз обхватывала заготовку, и когда мастер двигал лучок туда и обратно, заготовка вращалась.
Следующим революционным шагом в развитии токарного станка стало использование пружинной жерди в качестве привода заготовки. Пружинная жердь обхватывала заготовку, как и лучок, а второй конец верёвки привязывали к педали. Во время нажатия на педаль жердь сгибалась, а заготовка начинала вращаться.
Как и при лучковом приводе, основным недостатком этого метода было то, что заготовка вращалась в одну и в другую сторону. Чтобы заготовка вращалась в одну сторону, придумали ременной привод.
По мере развития токарных станков появился привод кривошипа. В середине ХV столетия в токарном станке начали применять механизм, включающий педаль, шатун и кривошип. Привод от педали шёл на кривошип, который вращал заготовку. Впоследствии этот механизм был использован при создании швейной машинки и парового двигателя.
Механические станки Андрея Нартова
Подлинную революцию в токарном деле произвёл российский учёный-изобретатель Андрей Константинович Нартов. Это он впервые создал станок с автоматическим приводом.
В начале XVIII века Нартова взял к себе на службу Пётр I. Царь выделил учёному персональную токарню, где Нартов мог экспериментировать со станками, совершенствуя старые и создавая новые.
Тогда станки по металлу не могли обеспечить тонкой ювелирной работы. Резец в станках зажимался в специальном держателе, который передвигали рукой, прижимая к заготовке. Поэтому нарезать резьбу на болты, нанести сложный узор, изготовить зубчатые колёса с мелкими зубчиками мог только очень искусный мастер.
Нартов закрепил резец на станке и добился автоматического перемещения суппорта вдоль оси обрабатываемой детали. Такой станок позволял вытачивать сложнейшие рисунки почти на любых поверхностях. Станок Нартова постепенно совершенствовался, но принцип его работы остаётся неизменным до сих пор.