Техника - молодёжи 2009-06, страница 22

Патенты

ZOOS N'OE TM

Рис. 7. Многошпиндельное сверление бус древними египтянами, а) Роспись из гробницы в Фивах (1450 г. до н.э.); б) Сечение сверла, увеличение; в) Современное алмазное сверло, патент РФ №2042478

ловшики бус приводили в движение до пяти свёрл одновременно! Чем не современный многошпиндельный станок!? И во времена фараонов были многостаночники: сверловщики, прядильщики на двух прялках, медники, двумя мехами раздувавшие горн.

Размышляя о приёмах древних, можно разгадать секрет вращения и подачи трёх свёрл одновременно. Деревянные стержни с наконечниками из кремния или обсидиана мастер устанавливал между пальцами. Чтобы стержни не проскальзывали при нажиме, они имели кольцевые канавки в виде жёлоба. Свёрла приводились во вращение обвивающей тетивой, закреплённой в тяге. Судя по размаху руки, ход тяги не меньше метра. Как на скрипке играет, только вместо струн свёрла. За ход тяги стержни диаметром с карандаш, 10 мм, делают 30-35 оборотов и столько же в другом направлении при обратном ходе. Другими словами, реверсирование происходит через несколько десятков оборотов. Очень разумный режим.

Современное вибрационное сверление с наложением крутильных колебаний частотой 500 Гц и выше принципиально отличается от древнеегипетского реверсивного, ибо не меняет направление вращения. Как же удавалось древним мастерам так сверлить стекло, камень, керамику, прочие твёрдые материалы? Рабочий участок древнего сверла представлял собой скол минерала. Его грани имели острые углы при вершинах, не все рёбра касались отверстия, но контактные срезали обрабатываемый материал (рис. 7, б). Резание представляло собой хрупкое разрушение и истирание материала заготовки. Заготовка —

бусина заделана в мастику для крепления на рабочем столе. Вы видите её с недосверлённым отверстием в увеличенном масштабе между мастером и подмастерьем (см. рис, 7, а).

В раннем Средневековье токарные станки тоже работали от лучкового привода. Огромный лук, закреплённый на потолочной балке, имел тетиву. От неё спускался канат к шпинделю, обвивал его и соединялся с ножной педалью. Нажимая на педаль, мастер оттягивал канат. Шпиндель вращался, и токарь обтачивал деталь за несколько оборотов. Выбрав ход, он отпускал педаль, и лук, распрямляясь, оттягивал канат обратно, вращая шпиндель в противоположном направлении. Токарь отводил резец от детали — холостое вращение, простой в работе. Такие станки назывались альтернативными, от латинского слова alternare — чередовать.

К XVI в. прогресс заставил сменить реверсивное вращение на одностороннее непрерывное. Это повысило скорость и производительность резания. Повлиял инструмент с односторонним лезвием: резец, сверло. Но альтернативные станки сохранились у некоторых ремесленников. В Швейцарии, например, на них и поныне вытачивают сувениры из дерева для туристов. Тихо, без вредных отходов. И никаких расходов — амортизационные отчисления компенсированы 500 лет тому назад. Энергия, привод, программа движений — всё в ногах, руках и голове мастера.

«Здоровый» консерватизм

Телега прогресса в ремёслах ползёт медленно, как черепаха; не то, что в мире информатики. Приёмы труда не меняются, а усиливаются, механизиру-

Рис. 6. Лучковое сверление бус древними египтянами

ются, автоматизируются, убыстряются. Генетика скребков, долот и лопат остаётся в современных орудиях труда. По-видимому, имеются вечные приёмы, обусловленные характером рабочего движения. Впрочем, об этом сказано давно, 140 лет тому назад, Карлом Марксом: «Если в машине... мы рассмотрим собственно рабочую машину, то мы опять увидим перед собою ремесленный инструмент, только в циклопических размерах».

И сегодня в XXI в. во всём мире долбят и строгают с прерывистой подачей детали. В шлифовальных станках подачу шлифовального круга тоже осуществляют прерывисто, можно сказать, дискретно, с очень малым шагом (сотые доли миллиметра). Дискретность усложняет привод, многократно увеличивает динамические нагрузки: попробуй стронь с места, а потом останови массу 300 кг. В итоге уменьшается производительность и качество обработки. Так почему не строгать (а.с. №384637) и шлифовать (а.с, N«626937) с непрерывной подачей детали? Реакция учёных: «Это никому не нужно, а то бы давно строгали непрерывно», — заключил председатель секции «Станкостроение», на которой в ЭН И МСе (Экспериментальном НИИ металлорежущих станков) делал доклад автор четверть века назад. «Почему не нужно?» — не удержался изобретатель. Доктор технических наук ответил: «Потому, что когда стол стоит, точность обработки выше, чем когда он движется». Присутствовавших резюме устроило, но не докладчика. Он не успел напомнить уже начавшим расходиться учёным, что есть станки, работающие с непрерывной подачей. Все о них знают. Это зубострогальные и зубодолбёжные станки, у которых круговая подача заготовки осуществляется непрерывно, а точность обработки выше, чем на зубофрезерных станках. Полуторавековой опыт зубо-

20