История фрезерного станка кратко
Обновлено: 04.07.2024
Впервые фрезерование было открыто в Китае в 1668 году. Тогда, чтобы обработать объемную деталь, ее установили на каменном фундаменте, а две фрезы прикрепили к балке так, чтобы они могли вращаться. Громоздкую установку — прообраз современного фрезерного станка — приводили в движение мулы.
Только в начале XIX века появились технологии, которые позволили сконструировать промышленные фрезерные станки. Илай Утини первым внедрил в производство принцип фрезерования (который был изобретен задолго до него) и в 1818 году построил станок Уитни. Этот механизм использовался на оружейном заводе в Уитнивилле в США. Станок имел деревянные части и грубый внешний вид, однако работал долго - только внуки инженера заменили этот станок на обновленные версии.
В станке Гая использовалось устройство для вертикального перемещения фрезы. Вслед за ним появился и станок для массового производства невоенного характера — его применяли для фрезерования граней гаек. Таким станком стал инструмент фирмы Нэсмит и Гейскел из Манчестера.
Деревянные детали перестали использовать при конструировании фрезерных станков в 1855 году, когда появился станок фирмы Линкольн. Он был дополнен ходовым винтом с маховиком.
Фрезерный станок применяется для обработки многих видов материала. Но раз уж направление деятельности нашей компании — агрегаты для металлообработки, то в данной статье речь пойдет именно об обработке металла. Фрезерный станок - металлорежущий станок для обработки резанием при помощи фрезы, наружных и внутренних плоских и фасонных поверхностей, пазов, уступов, поверхностей тел вращения, резьб, зубьев зубчатых колёс и т.п. Если требуется снять фаску, обработать торец трубы или кромку металлического листа, то Вам подойдет именно этот вид техники.
Первые, известные нам, описания принципа фрезерования появились в Европе в 16 веке. Леонардо да Винчи дал эскиз прототипа фрезы в виде вращающегося круглого напильника. Известен станок с вращающимся напильником, построенный в Пекине в 1665 году. Прототипы современных фрезерных станков появились в 19 веке: консольный в 1835 году, универсальный в 1862 году, продольный в 1884 году. В дальнейшем конструкции фрезерных станков быстро развивались, типы их дифференцировались.
Изобретателем того, что можно назвать первым фрезерным станком (см. рисунок) считается Эли Уитни. Он жил во времена расцвета и активного развития промышленности и индустрии. Для многих операций требовалась специальная техника и новые изобретения намного упрощали работу. Одним из таких новшеств стал резавший металл станок Уитни.
Металлический лист крепился на верстаке. Лекало накладывалось на лист сверху, и режущий инструмент двигался по очертаниям лекала. Стол станка был подвижен; привести его в движение можно было с помощью червячной передачи. Ранее для подобной обработки использовался резец, но с ним не каждый мог работать: резец требовал от рабочего специальных навыков. Уитни упростил задачу, заменив резец на железное колесо с зубцами по краям (многолезвийный режущий диск). Грань каждого зубца была слегка изогнута, заточена и закалена. При вращении колеса зубцы поочередно вступали в работу и каждый из них действовал как резец. Все зубцы вгрызались в металл с одинаковой силой, поэтому колесо обладало свойством ровно разрезать металл. Таким колесом обводились очертания лекала, укрепленного на металлической заготовке.
Для своих работ по изобретению и совершенствованию металлообрабатывающего станка он использовал сферу оружейного производства. Поводом для этого послужила идея Уитни переубедить правительство передать ему заказ на изготовление для американской армии 10000 мушкетов. Срок исполнения заказа — два года, что в те времена и с уже существующей техникой было просто невозможно. Получить этот заказ ему помог его предыдущий успех: машина для обработки хлопка. Он зарекомендовал себя как гениальный изобретатель, и благодаря этому получил заказ.
Но выполнить поставленную задачу ему не удалось. За 1ый год работы он смог изготовить всего 500 ружей, вместо 4000, заявленных к этому отрезку времени. И чем ближе он приближался к заданному количеству продукции, тем больше у него возникало трудностей со станками. В процессе работы все чаще и чаще приходилось дорабатывать и переделывать машины. В итоге он смог представить заказчикам и кредиторам все 10000 ружей только через 8 лет. Это была первая попытка. Уитни учел все ошибки и вторая попытка увенчалась успехом. В 1811 году он получил новый заказ на 15000 ружей и выполнил его за 2 года.
Новый металлорежущий инструмент стал важнейшим открытием, позволившим повысить качество и точность обработки. В целом Уитни работал над станками в течение 2 десятков лет, постоянно их совершенствуя. За это время для различных операций Уитни сконструировал множество видов фрезерных станков.
Считается, что первым прототипом фрезера была лучковая дрель , которая могла долговременно вращать деревянное сверло. С её помощью разводили огонь и, говорят, этот способ и по сей день остаётся действенным.
Конечно, лучковая дрель не особо похожа на тот фрезерный станок, который мы с вами знаем. А знаете, кто первым предложил прототип фрезы?
В 16 веке гениальный изобретатель - Леонардо Да Винчи! Тогда, правда, фреза за основу брала вращающийся округлый напильник. Правда, эта идея осталась на уровне эскизов.
Хотя, говорят, что станок с подобной технологией, всё же, увидел свет. Построили его в столице Китая, в 1665 году.
В 18 веке стала применяться фреза из закаленной стали с насечками… Она очень напоминала внешне… Землянику! Да-да, оттого и получила подобное название, из французского языка.
Причем в этом веке появились сразу и разновидности станков: продольный, консольный, универсальный! По праву, изобретателем фрезерного станка считают Эли Уитни . Как ни странно, созданию такого станка послужила деятельность Уитни в области оружейного производства (кто бы мог подумать!).
Первые фрезерные станки делали ружья и именно благодаря этому так старательно совершенствовались. Можно сказать, что это изобретение перевернуло мир промышленности!
С древних времен (и по наши дни) люди думали, как сделать свою работу легче, а жизнь лучше. Появлялись разные устройства и машины, которые помогали в решении непростых повседневных задач. Одно из главных и важных направлений такого развития — оборудование для фрезерования.
Лучковая дрель для разведения огня, которая позволяла непрерывно вращать деревянное сверло, была первым прототипом фрезерного станка.
Это, конечно, еще не современный фрезерный станок, но общий принцип остался неизменным — вращение режущего инструмента. Леонардо да Винчи в 16 веке предлагал прототип фрезы в виде вращающегося круглого напильника. В 18 веке стали применяться фрезы из закаленной стали с насеченными зубьями. Фреза была по форме похожа на ягоду землянику. Отсюда и произошло название самого инструмента, la fraise по-французски — земляника.
Лучковая дрель для разведения огня
Фрезерный станок И. Уитни
В 19 веке стали появляться станки для промышленного использования. Ручной труд мануфактур уже не мог удовлетворять растущий спрос на изделия из дерева и металла. Первым изобретателем фрезерного станка для производства оружия был И. Уитни. Построенный им около 1818 г. станок эксплуатировался на оружейном заводе близ Нью-Хевена в США. Изобретение И. Уитни стало настоящим переворотом в производительности и точности.
Прогресс не стоит на месте. Сегодня эта машина по своим возможностям и параметрам не может сравниться с самым простым современным станком. Компания HAAS, завод которой располагается в Калифорнии, США, является достойным современным представителем мирового станкостроения. История компании началась с производства поворотного стола 5С в 1983 году.
Поворотный стол Haas HBI-5C
В 1988 году появился первый фрезерный станок модели VF-1.
Эта модель фрезерного станка выпускается и сегодня. Многое изменилось за почти 30 лет непрерывного развития и совершенствования. Сегодня VF-1 выглядит по-другому.
Современный фрезерный станок модели VF-1 (2016)
Это один из самых популярных вертикально-фрезерных станков в мире. Станок имеет наиболее распространенную компоновку для станков с ЧПУ: по осям X и Y движется рабочий стол с заготовкой, а по оси Z перемещается шпинель с инструментом.
Компоновка фрезерного станка Haas VF-1
У горизонтально-фрезерных станков компоновка похожа, только шпиндель расположен горизонтально, а не вертикально. Для станков HAAS даже управляющую программу переделывать не нужно при переносе ее с одного станка на другой. Можно использовать одну программу, как на вертикальном станке, так и на горизонтальном.
Существуют еще вертикально-фрезерные станки портального типа. У этой группы станков рабочий стол с деталью остается неподвижен, по осям X, Y, Z движется шпиндель с инструментом. Станки позволяют обрабатывать крупногабаритные детали (обычно их длина и ширина значительно больше высоты).
У пятиосевых станков по осям X, Y, Z также может двигаться шпиндель с инструментом. Пр этом заготовка на рабочем столе совершает наклонно-поворотные движения по 2-ум другим осям. Такая компоновка у пятиосевых вертикально-фрезерных центров HAAS с ЧПУ серии UMC.
Дооснастить поворотным столом можно и обычный 3-осевой обрабатывающий центр. Дополнительные поворотные оси увеличивают автоматизацию производства, позволяют изготавливать очень сложные детали с высокой точностью.
Сегодня лидирующие позиции в области станкостроения занимают такие страны как Китай, Япония, Германия, США. Разнообразие предложений оборудования очень большое. Можно приобрести весьма доступный по цене китайский станок, высокотехнологичный японский или очень надежный немецкий. Отличный результат по критерию цена-качество показывают американские станки. Более 200000 станков HAAS успешно работают по всему миру. Более 5000 станков работают в России.
Выбор фрезерного станка и его комплектации зависит от задач, которые планируется на нем решать. Требуемые размеры рабочей зоны станка зависят от габаритов заготовки. Высокие обороты шпинделя нужны для работы инструментом малого диаметра и, особенно, при обработке цветных металлов. При фрезеровании большим инструментом стальных деталей более актуальным будет высокий крутящий момент. На горизонтальных станках удобнее организовать многостороннюю обработку больших тяжелых заготовок. Опция подачи СОЖ высокого давления через шпиндель будет полезна при сверлении глубоких отверстий. Большое количество моделей и предлагаемых дополнительных опций позволяют подобрать оптимальный станок практически для любых задач.
Читайте также: