Великите изобретения на човечеството: Инструментална машина

1758 – 1805 г.

В ЗОРАТА НА СЕРИЙНОТО ПРОИЗВОДСТВО

Съществуването на струга за обработка на дърво и машината за пробиване е засвидетелствано по безспорен начин в Етрурия през VІІІ век пр.н.е. Първият позволява обработката на дървени предмети, а втората – пробиването на дървени и каменни колела, използвани при производството на приспособления за впрягане.

Откриването на абразивните свойства на камъка води до появата на точилото, чието съществуване е документирано в Псалтир на Утрехт (средата на ІХ век.).

/ РЕМЪК И БАЛАНСЬОР

Първото голямо техническо подобрение е направено през ХІV век на струг, към който е монтиран педал за пускане и спиране. Така двете ръце на работника се освобождават за работа. Век по-късно, чрез приспособяване на кормило и ремък, работникът задава постоянно движение на струга. Първоначално кормилото е задвижвано от помощник с манивела, по-късно заместен от кон или водно колело. Тази новост облекчава много работата, защото позволява обработваният предмет, вместо да бъде държан от работника, да се закрепва на струга. Окончателното усъвършенстване на тази техника продължава дълго време.

/ МАШИНИ ЗА СТРУГОВАНЕ И РЯЗАНЕ

През ХV век се появяват и първите стругове за винтове, без съмнение конструирани в отговор на нуждите на часовникарите от онова време. Първият известен датира от 1480 г. и се споменава в немския труд Mittelalterlichen Hausbuch.

Стругове за разстъргване на оръдия се споменават в Pirotechnia на Бирингучо (1540 г.). Първата машина за нарязване на зъбни колела също е от 1540 г. и се приписва на италианския занаятчия Йоанело Ториано от Кремона, който направил по поръчка на Карл V астрономически часовник с повече от 1800 различни колела. Леонардо да Винчи стои в началото на много проекти: струг за нарязване на резба, за разстъргване, за полиране и др. В тях често се съдържат фундаментални технически новости, но те са твърде преждевременни.

/ СЪВСЕМ БАВЕН ПРОГРЕС

Бароковата епоха (края на ХVІ – ХVІІ век) от техническа гледна точка е регрес: това е времето на струговете за „украси”, използвани за обработка на дърво, слонова кост или метал за мебели и декорации. В началото на ХVІІІ век се забелязва специализация на инструменталната машина, дело предимно на часовникари. Струговете за резба стават все по-точни благодарение на работата на англичанина Джеси Рамсдън.

Съвременната инструментална машина се заражда с индустриалната революция в Англия и предизвиква нарастване на добива на желязо и въглища. Докато преди се е препоръчвало да не се употребява желязо там, където може да се използва дърво, сега индустрията окуражава употребата на желязо. През 1743 г. англичанинът Бенджамин Хантсман преоткрива техниките за топене на стомана в леярски съдове, което прави възможно рязането в големи мащаби, изискващо от своя страна употребата на инструменти от твърди метали.

/ ОБРАБОТКА НА ЖЕЛЯЗО И СТОМАНА

Първите индустриални инструментални машини служат за разстъргване на оръдейни дула и за изработване на цилиндри за парни машини. Стругът за разстъргване на дула на холандския инженер Ян Фербрюген от 1758 г. е „първата индустриална машина, която работи точно”. Струговете за разстъргване на цилиндри са в употреба от 1725 г., след като парните машини на Нюкомън биват разпространени в Англия от Coalbrookdale Company. През 1759 г. се появява струга на английския инженер Джон Смийтън, чийто модел е заменен през 1775 г. от този на друг голям английски изобретател – Джон Уилкинсон.

Във Франция стругът за престъргване, направен изцяло от метал, е изработен от Жак Вокансон през 1751 г.; машината за обработка на линейно-профилни повърхности е реализирана от Фок през 1761 г.; изцяло металният струг за резби е изобретен от Сьоно през 1795 г.

/ УРЕД НА ХЕНРИ МОДСЛИ

Англичанинът Хенри Модсли е заслужил да бъде наречен „баща” на модерната инструментална машина. Независимо че всички части на съвременния струг съществуват преди Модсли, той със своя гений и професионална точност ги подобрява, съчетава и подрежда, за да направи от тях великолепен уред. Започва професионалната си дейност през 1790 г. с конструирането на машина за производство на катинари, изобретени от сънародника му Джоузеф Брама. Следва изобретяване на супорт за струг през 1794 г. Машините на Модсли са с непознато за времето си ниво на точност в механичното производство. От 1797 до 1800 г. неговите знаменити стругове за винтова резба осигуряват серийно производство на винтове и стават истинския прототип на модерния струг. Освен това изнамирането на „мрамора” – повърхност от твърд чугун, използвана за проверка на гладкостта на повърхности, позволява достигането на нови рекорди на прецизност. Шедьовърът на Модсли е неговият микрометър от 1805 г., който позволява да се измерят всички дребни предмети. Прецизността му е определена като изключителна от британската National Physics Laboratory, която го проверява през 1918 г.

/ КЪМ СЕРИЙНО ПРОИЗВОДСТВО

Модсли е пример за цяло поколение инженери, които превръщат инструменталната машина в ключов елемент на индустриалното производство през ХІХ нек. Така с този изобретател точната инструментална машина излиза от работилницата и влиза във фабриката: тя открива ерата на серийното производство.

< ИНСТРУМЕНТАЛНАТА МАШИНА ПРЕЗ ХІХ ВЕК >

> 1809 г. Първа употреба от Модсли на инструментална машина за серийно производство на макари, изобретени от французина емигрант в Англия Айзембард Брюнел за сметка на Британската кралска флота (производствен капацитет 160 000 макари годишно).

> 1810 г. Основаване на работилницата за инструментални машини на Модсли и Фийлд в Англия

> 1814 – 1847 г. Джеймс Фокс усъвършенства много

инструментални машини.

> 1817 г. Англичанинът Ричард Робъртс изобретява машината за полиране.

> 1818 г. Американецът Илай Уитни изобретява фрезмашината.

> 1827 г. Първият струг с планшайба с постоянна скорост на англичанина Джоузеф Клемънтс.

> 1836 г. Англичанинът Джеймс Нейсмит изобретява механичната пила.

> 1841 г. Стандартизация на стъпките на винтовата резба, предложена от британския инженер Джоузеф Уитуърт (този стандарт се използва до 1948 г.).

> 1862 г. Първа универсална фреза, конструирана от американското дружество Brown & Sharpe.

> 1867 г. Производство на първите стомани за бързо рязане на Френсис Хенри Бръстлийн.
Те позволяват да се удвои скоростта на работа на машините, които от този момент нататък могат да влязат „с чест във всички производства” (Бертран Жил).

> 1873 г. Първият автоматичен струг на американеца С. М. Спенсър. Първите електрически инструментални машини.

Из едноименният труд на Мишел Ривал.