Глава I

ТОКАРНЫЕ СТАНКИ

Круглые отверстия в камнях начали делать еще в эпоху палеолита. Практика обнаружила значение повышения скорости вращения орудия для повышения производительности труда. Переход от вращения орудия одной рукой к вращению его между ладонями обеих рук дал повышение производительности в два—три раза. Открытие, что шнур, обведенный вокруг орудия, может быть его движителем при попеременном перетяги­вании в противоположные стороны, значительно повысило производи­тельность. Однако это вызывало занятость обеих рук одного человека. Держать и направлять орудие нужно было второму лицу. ~ Применение в качестве движителя не обычного шнурка, а тетивы лука дало возмож­ность работать одному человеку и повысило производительность труда сравнительно с перекатыванием орудия между ладонями раз в двадцать.¹

Орудием для получения отверстий в каменных предметах была палка, прижимавшая абразив (песок) к обрабатываемому предмету. Значительная глубина и правильная форма отверстий во многих каменных молотах и топорах заставляют предполагать, что позже палку, с помощью которой получали отверстие, уже не держали в руках, а необходимое взаимное расположение обрабатываемого предмета и режущего устройства фикси­ровалось простейшей установкой, состоявшей из двух кольев и связы­вающей их перекладины. Эта установка обеспечивала дальнейшее повы­шение производительности труда и более высокое качество обработки. На рис. 1 представлено изображение подобной установки, реконструиро­ванной Веймарским музеем.² Такая установка была известна первобыт­ным народам.³

Вместо палки, прижимавшей абразив (песок) к обрабатываемому изде­лию, в дальнейшем иногда применяли трубчатые предметы (кости крупных животных, бамбук), которые соприкасались с изделием только по кольце­вой поверхности. Это повышало давление на единицу поверхности, умень­шало количество материала, подлежавшего истиранию, и облегчало центри­рование. Описанное устройство, иногда неправильно называемое сверлиль­ным станком, в действительности являлось скорее абразивным. Оно было предшественником станков всех типов, первым из которых оформился токарный станок.

¹ С. А. Семенов. Первобытная техника (опыт изучения древнейших орудий и изделий по следам работы). М,—JI., 1957, стр. 96—104, 236.

² F. М. Feldhaus. Von Werkzeugen und Werkzeugmaschinen. Denkschrift zum 40 jahrigen Bestehen der Firma Hahn und Kolb. Stuttgart, 1938, стр. 2, 162.

³ F. M. F e 1 d h a u s. Die Technik der Vorzeit, der Geschichtlichen Zeit und der NaturvOIker. Leipzig und Berlin, 1914, стр. 123, рис.. 94.

І'лава I

Выше уже отмечалось первенствующее положение токарных станков на протяжении почти всей истории развития металлорежущего оборудо­вания. Важнейшие этапы развития т.окарного станка представлены в та-

Рис. 1. Устройство для выполнения отверстий в каменных ору­диях. Реконструкция музея в Веймаре.

Развитие токарного станка

Дата

Значительные усовершенствования в конструкции

Неолит.

Около 500 лет до н. э.

XIV—XV вв. н. э. XVI-XVII вв.

XVIII в.

Первая четверть XIX в.

Вторая четверть XIX в.

Появление устройств, использующих вращательное движение для формообразования изделий при обработке резанием.

Переход от точения изделия, устанавливаемого в подшипниках, к точению в центрах. "

Переход от лучка к деревянной пружине (очепу или луку), закрепленной вне станка.

Устранение холостого обратного хода изделия и введение подвижных поддержек и суппортов для резца; применение маховика, установленного яа станке; отделение привода от станка.

Механизация процесса резания при изготовления художественных изделий из кости и древесины твердых пород.

Механизация процесса резания на металлорежущих станках, предназначенных для изготовления предметов массового спроса и детален машин; механизированный суппорт; получение заданных параметров нарезаемых винтов с помощью наборов зубчатых колес; холостой шкив; автоматический останов при окончании обработки изделия.

Усовершенствование достижений предыдущего периода в конструктивном отношении.

til

блице на стр. 10. Из таблицы видно, что токарный станок развивался на протяжении последних восьми тысячелетий. Темпы развития токар­ного станка соответствуют темпам общего прогресса техники. Если в на­чале периоды между датами существенных изменений конструкции станка исчислялись тысячелетиями, то в XIX в. этот период равен только четверти века. В таблице указаны сроки в соответствии с введением того или иного усовершенствования в производство.

1. ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЛУЧКОВОГО ТОКАРНОГО СТАНКА

Токарный станок в простейшем виде был известен уже древним на­родам. До нас дошло некоторое количество деревянных точеных украше­ний и ножек саркофагов, изготовленных древними греками, однако опре­деленных данных о конструкции их токарных станков не имеется.⁴

В 1949 г. Б. А. Куфтип при раскопках Авневского кургана в Юго- Осетинской автономной области Грузинской ССР обнаружил бронзовый токарный резец, датируемый началом II тысячелетия до н. э. Резец имеет режущие кромки по обоим концам стержня, причем их геометрические формы различны. Находка была исследована проф. Ф. Н. Тавадзе, ко­торый установил, что резец мог быть применен для обработки древесины, а также золота и серебра. Материал резца имеет твердость по Бринелю 120 кг/мм², что почти в три раза превышает твердость серебра и золота.⁵

Под руководством проф. Ф. Н. Тавадзе были проведены исследования золотых и серебряных сосудов, найденных на территории древней Грузии и датируемых началом первого тысячелетия до н. э. Было установлено, что многие из них изготовлялись выдавливанием на токарных станках.⁶ Таким образом, распространение применения токарного станка для да­вильных работ, видимо, предшествовало резанию на нем металлов, по­скольку металлических предметов, выточенных на станке, обнаружено не было.

Известен каменный рельеф, относящийся к эллинистической эпохе Египта (около 300 лет до н. э.),⁷ на котором можно впервые увидеть токар­ный станок. Он имел две стойки с центрами, между которыми находи­лась обрабатываемая деталь. Ее закрепление осуществлялось связыва­нием концов стоек, далеко выступавших за линию центров. На обрабаты­ваемую деталь набрасывался шнурок, перетягиванием которого обеспечи­валось вращение. Один человек вращал деталь, а другой подставлял ре­зец и снимал слой материала.

Древние авторы неоднократно упоминают о токарном станке. Витрувий, написавший сочинение «Об архитектуре>> приблизительно в 13—16 гг. ДО н. э., упоминает о роликах (явившихся частями осадной машины), выточенных на токарном станке, а также о других точеных деталях. В том же сочинении Витрувия содержатся и другие упоминания о токарном станке. Важно заметить, что сам Витрувий считал токарный станок устрой-

⁴ М. И. Максимова. Обработка изделий, эллинистическая техника. Сб. статей под ред. акад. И. И. Толстого, М.—JL, 1948, стр. 196.

⁵ Ф. Тавадзе и Т. Сакварелидзе. Бронзы древней Грузии. Тбилиси, 1959, стр. 27.

⁶ Ф. Тавадзе, Ш. Месхия, В. Варкая. Обработка листового металла на станках в древней Грузии. Тбилиси, 1954. (На груз. яз.). Ф.ТавадзеиВ. Вар­кая. Из истории обработки металлов давлением по археологическим материалам Грузии. Сов. археология, т. XX, 1954, стр. 357—381.

⁷ G. t е т е Ь г е. Tombeau de Petosiris. Paris, 1924.

⁸ F. М. F е 1 d h a u s. Die Technik der Antike und des Mittelalters. Potsdam, 1930, стр. 24.

⁹ F. M. F e 1 d h a u s. Die Technik der Vorzeit. . ., стр. 210, рис. 145.

¹⁰ И. А. О p б e л и, К. В. Т р а в е р. Шатранг. Книга о шахматах. JI., 1936, рис. 5.

¹¹ Такие алтарные преграды храмов сохранились в следующих селениях Грузин­ской ССР:

Саван, 1046 г. (Ars Georgica, т. 1. Тбилиси, 1947, табл. 33 j).

Спети, XI в. (Там же, табл. 33₂ и 34).

Старая Шуамта, XI в. (Там же* т. 3, 1950, табл. 74).

Патара Они, XI в. (Там же, табл. 75).

Лыхны, XI в. (Там же, табл. 78!).

12

І'лава I

Рис. 2. Токарный станок с руч­ным лучковым приводом. Рекон­струкция проф. Фельдхауза.

til

гами. Так, вблизи Чернигова при раскопках так называемой Черной Мо­гилы, датируемой X в., обнаружены шашки, выточенные из кости на то­карном станке. Деревянные токарные изделия того времени, как менее стойкие по сравнению с костью, не сохранились.

Примерно к этому же времени относятся обнаруженные на Украине мастерские по изготовлению пряслиц из шифера, которые, как более красивые и удобные, заменили глиняные. Шиферные пряслица изгото­влялись, видимо, шлифованием с помощью устройства, близкого к изо­браженному на рис. 1.

В XIII в. токарные изделия получили на Руси распространение, о чем свидетельствуют многочисленные археологические материалы. Акад. Б.А.Рыбаков сообщает,что деревянные изделия, выточенные на токарном станке, уже имелись даже в провинциальном городке недалеко от Киева (Райковецкое городище). В самом Киеве, в тайнике Десятинной церкви, найдена точеная мисочка, относящаяся к XIII в.

На простейших токарных станках русские мастера работали резцами, сделанными из стали. От долгого нахождения в земле резцы в значитель­ной степени утратили свою форму. Все же Б. А. Рыбаков отмечает, что среди различных железных предметов XI—XII вв. имеется несколько резцов со скошенным краем, которые можно связывать с токарными ра­ботами.¹²

На станке с ручным лучковым приводом только правая рука токаря работала непосредственно над изделием, так как левой рукой двигался лучок. Половина всего рабочего времени затрачивалась на обратное вра­щение заготовки и вызываемые этим отвод и подвод резца. Работа выпол­нялась в неудобном положении и была весьма утомительной. В этих ус­ловиях можно было с достаточной быстротой изготовлять только самые примитивные изделия. Однако такие станки были крайне просты, их было легко изготовить из подручных материалов. Поэтому для производства несложных токарных деревянных изделий, хозяйственной посуды и ча­стей мебели эти станки применялись в течение тысячелетий и получили широкое распространение. Например, в России у кустарей, изготовляв­ших детскую точеную мебель, они дожили до конца XIX в.

Но даже такие незатейливые станки можно было делать более произво­дительными. Ярким примером этого служит описываемый ниже станок (рис. 3), приводимый в движение лучком вручную, но в то же время снаб­женный остроумным установочно-зажимным приспособлением, зарядка которого вынесена за пределы станка.

На рис. 3 дана фотография оригинального специализированного токарного станка, предназначенного для обточки черешков деревянных ложек. Станок, изготовленный в XVIII в., хранится в Семеновском ку­старно-художественном музее Горьковской обл. Специализация станка для выполнения лишь одной операции на однотипной заготовке деревян­ной ложки, изготовлявшейся в большом количестве ввиду постоянного спроса, выразилась в создании оригинального установочно-зажимного приспособления, которое является самым старым из всех известных До настоящего времени.

Приспособление состоит из деревянной двузубой вилки. Ее зубья, имеющие желобки, сходятся вместе и образуют цилиндрический канал, диаметр которого несколько меньше диаметра ручки ложки. Зубья вилки вместе с заключенной между ними ручкой ложки стягиваются хомутом,

Б.А.Рыбаков. Ремесло древней Руси. М., 1948, стр. 191, 412, 416.