Potrzeba matką wynalazków: toczenie

tokarka_starozytny_egiptPierwsze tokarki pojawiły się już w epoce brązu. Dla przypomnienia, zasada działania jest taka, że obrabiany przedmiot obraca się wokół własnej osi, a rodzaj noża tokarskiego “tańcuje” wzdłuż lub w poprzek tego przedmiotu. Starożytne malowidła pokazują, że tego typu urządzenia były używane do obróbki rzeczy z bursztynu, kości słoniowej i innych metali szlachetnych, ale nie do drewna. Obsługa pierwotnej tokarki wymagała pracy przynajmniej dwóch silnych mężczyzn, więc być może dla obróbki drewna, z którą jako tako sobie radzono, nie warto było wkładać tak dużego wysiłku. starozytna_tokarka sznurowaA jak obsługiwano historyczne tokarki sznurowe? Z jednej strony siedział człowiek, który na przemian ciągnął za dwa końce sznurka nawiniętego na wał, umieszczony na dwóch łożyskach umożliwiających ruch obrotowy. Na końcu wału zamocowany był obrabiany przedmiot. Druga osoba trzymała i dociskała narzędzie skrawające (dziś powiedzielibyśmy nóż tokarski).

Taka mała refleksja… monotonia tego zajęcia mogłaby “zabić” niejednego pracownika w dzisiejszych czasach, więc chylimy czoła dla tych, co pociągali za sznurki…

davinci_projekt_tokarkaStopniowo ten patent rozwijano dokładając nożne pedały i zmieniając napęd na strunowy. Tu również używano sznurka owiniętego wokół wału, ale z jednej strony był on przymocowany do pedału, a z drugiej do elementu sprężystego. Na początku mogło to być młode drzewo dające się odpowiednio wygiąć, potem rodzaj łuku z różnych materiałów podwieszonych pod sufitem. Wiek XV przyniósł już rozwiązania związane z użyciem koła. Wszechstronny Leonardo da Vinci i w tej dziedzinie położył swoje zasługi. W 1480 roku pokazał projekt tokarki z wielkim kołem, które magazynowało energię i przez to można było zmniejszyć moment obrotowy. W kolejnych latach udoskonalano korzystanie z napędu koła, którego średnica mogła dochodzić nawet do 2 metrów, ale obrabiarki uzyskały znacznie większą moc dopiero po zastosowaniu koła wodnego, czyli na początku wieku XVIII.

Henry Maudslay w 1797 roku skonstruował tokarkę, w której wrzeciono napędzane było silnikiem parowym, i w której można było wymieniać śruby i nakrętki. Nowością była również standaryzacją gwintów. Konstruktor ten zaprojektował również urządzenie do toczenia śrub i skonstruował mikrometr, więc jego praca miała znaczący wpływ na udoskonalenie technik skrawania.

obrabiarka_cncJak to często bywa, kluczowy wpływ na rozwój technologii obrabiarek miał przemysł zbrojeniowy. Wspomnimy tutaj o budowie w USA tokarki rewolwerowej przez panów Fredericka W. Howe’a i Henry Stone’a. Było to w 1854 roku. Poszło im sprawnie, z pewnością dzięki innym dżentelmenom, którzy zajmowali się również tym zagadnieniem i parę lat wcześniej opracowali głowicę rewolwerową umożliwiającą szybką zmianę narzędzi, a byli to Samuel Colt i Elisha Root. Tak na marginesie Samuel Colt kojarzony z wynalazkiem rewolweru kapiszonowego, jako młody mężczyzna usłyszał rozmowę żołnierzy zachwyconych doskonałością strzelby, którzy szczerze wątpili, że kiedykolwiek powstanie broń wielostrzałowa. To był właśnie impuls dla niego do stworzenia czegoś, co było uznawane za niewykonalne! Od około 1920 roku mamy już do czynienia na szeroką skalę z obrabiarkami napędzanymi indywidualnymi silnikami elektrycznymi. Pierwsza obrabiarka typu NC (Numerical Control), czyli automat zaprogramowany na wykonanie ściśle określonej procedury, została zbudowana i zastosowana przez US Air Force w 1949 roku. Tym sposobem rozpoczęły się czasy metod bardziej niezawodnych i szybszych, niż ręczne sterowanie obrabiarką.