Обрабатывать материалы человек начал очень давно, и тогда же начались поиски каких-то приспособлений, облегчающих работу и ускоряющих ее. Конечно, прогресс не торопился, находки одних народов исчезали и появлялись снова - у других, десятки и сотни лет спустя. Но как минимум об одном механизме, а именно токарном станке хотелось бы поговорить. Точнее, проследить его историю.
Если верить древнеегипетским барельефам, первые простейшие приспособления для точения заготовок в виде тел вращения были уже у них. Такие станки назывались лучковыми, поскольку обрабатываемая деталь приводилась в движение чем-то вроде лука.
Примерно так в осовремененном варианте, выглядело бы подобное устройство. Деталь закреплена между двумя опорами (бабками), есть жесткое основание и грубое подобие неперемещаемого или переставного суппорта (опора для резца), есть лук - то есть изогнутый кусок дерева с достаточно свободно натянутой "тетивой". Эта тетива захлестнута на один оборот на детали. Движение лука взад-вперед дает вращательное движение заготовки. Можно попытаться работать в одиночку - одной рукой двигаем лук, другой держим резец. Надо думать, ногами на всякий случай придерживая заготовку. Можно вдвоем - один тянет лук, второй работает.
Лук, по большому счету, не обязателен при работе вдвоем - можно просто тянуть за разные концы намотанной на заготовку веревки.
Поскольку помощники были не у всех, а сама идея интересовала многих, пытливая мысль быстро дошла до использования в этом важном деле ног. Появился механизм качания с помощью крепления конца веревки к гибкой ветви или жерди, так называемому "очепу".
В практически таком же веке токарный станок лучково-ножного типа успешно использовался и в средневековой Европе.
Однако у всех механизмов подобного типа было несколько крупных проблем. Первая - холостой ход. То есть заготовка крутилась то в одну сторону, то в другую. А точить можно было только при направлении вращения в одну сторону. Иначе задиры древесины (а больше ничего обрабатывать и не получалось) и неровности были гарантированы. Вторая проблема - малая скорость. Ну и мощность тоже, в одну человеческую силу... И третья проблема - неточность изготовления детали. Мастер-то резец держал в руках. То рука дрогнет, то заготовка дернется, то нога качнет не с той силой... в общем, о нормальном качестве деталей речи и близко не было.
Более удачными оказались станки с маховиком. Прообразом их считается станок Феодора Самосского.
Здесь тоже надо было работать ногой, но за счет передачи движения на кривошип и маховик вращение все время шло в одну и ту же сторону. Это уже заметно упрощало работу, плюс тяжелый раскрученный маховик при правильном обращении давал примерно одинаковую скорость вращения, более высокую, чем у лучковых моделей.
Со временем появилась мысль о том, что маховик не обязательно должен "сидеть" на оси детали, можно разделить эти элементы. Появились станки с колесом-маховиком внизу и диском, на который передавалось вращение, вверху. Соединял их приводной ремень. Собственно, эта конструкция хорошо знакома всем, кто видел старинные швейные машинки с ножным приводом. Принцип тот же.
На подобном станке работал Петр Первый, до того, как его личный токарь Андрей Нартов не изобрел суппорт.
Двигаться он мог вправо-влево по направляющим, а установленный в суппорте резец выдвигался вперед или смещался назад. Такое устройство сразу же и заметно повысило точность обработки. Ни о каких долях миллиметра, разумеется, речи не шло - но даже точность плюс-минус пару миллиметров по тем временам уже была выдающейся. Идея же копирования заготовки в автоматическом режиме вообще была вне конкуренции. Интересно, что токарно-копировальный станок Нартова сохранился до наших дней.
Считается, что более совершенный суппорт сделал в 1798 году англичанин Модсли (Модслей).
До него заметно раньше идею токарного станка с суппортом реализовал в 1751 году француз Вокансон, известный больше своими "механическими игрушками".
Поскольку все более востребованным была обработка металлов, станки периода "промышленной революции" из металло-деревянных стали цельнометаллическими. Кстати, станок Вокансона был как раз полностью из металла. Человеческой силы для вращения тяжелых заготовок было уже недостаточно, все чаще использовались приводы от водяного колеса, потом паровые. Впрочем, в небольших мастерских по-прежнему использовались модели с ножным приводом и маховиком.
Кстати, в современных условиях он тоже будет вполне себе нормально работать.
Такая конструкция, думаю, многим,, знакома. Электрические токарно-винторезные станки типа 1К62, 16Л20 и так далее стояли и на заводах, и в мастерских. Да и сейчас кое-где стоят и, что интересно, продолжают работать вполне себе эффективно.
Ну и напоследок современные станки - настольные и напольные, попроще и посложнее, с автоматикой и без, для крупных и мелких заготовок.
