Зарождение и развитие металлообработки

Для того чтобы из выплавленного куска металла сделать готовую деталь или законченное изделие ему необходимо придать требуемую форму и обеспечить необходимые механические свойства и качество поверхности.

Получение необходимой формы детали или изделия обеспечивается литьем, обработкой давлением и резанием; необходимые механические, физические и технологические свойства металла — термообработкой; требуемое качество поверхности — механической обработкой и нанесением покрытий; получение неразъемных соединений — сваркой, пайкой, клепкой. Все эти современные технологические способы переработки металла в законченные детали и изделия обычно объединяются одним общим термином — металлообработка.

Первым, основным видом металлообработки, освоенным человеком еще задолго до наступления эпохи металлов, был метод обработки резанием, который первобытный человек стал применять для изготовления изделий из дерева и кости. Этот же принцип формообразования путем снятия стружки был перенесен и на обработку заготовок из металлов, но для этого понадобились более совершенные инструменты и устройства (станки) для обеспечения относительного движения инструмента и заготовки.

При обточке металлических изделий стали широко применяться сверлильные и токарные станки сначала со шнуровым, а с 6 в. до н. э. с лучковым приводом. В предшествующую эпоху они использовались для обработки деревянных и костяных изделий. В 5 в. до н. э. был изобретен токарный станок, который отличался от сверлильного станка с лучковым приводом тем, что во вращение приводилась обрабатываемая деталь. Вначале появились токарные станки с ручным лучковым приводом.

В работе "станка" активное участие принимали обе руки рабочего. Возвратное вращение изделия, подача резца требовали приложения больших физических усилий человека.

В дальнейшем устройство для точения претерпело ряд конструктивных изменений. Оно приводилось в движение уже ногой человека и привязывалось бичевой к двум соседним деревьям. Обрабатываемое изделие крепилось между двумя, привязанными к стволам деревьев, отточенными колами.

Вращение изделия осуществлялось веревкой, верхний конец которой был привязан к пружинящей ветке дерева, посередине веревка обвивала изделие, а нижний конец веревки заканчивался петлей. Человек вставлял ногу в петлю, и, нажимая и отпуская веревку, приводил изделие во вращательное движение. Это токарное устройство применялось очень долго в самых разнообразных модификациях.

Позднее появились станки с кривошипным приводом, в основе которого был заложен коленчатый рычаг — древний коловорот, использовавшийся первобытным человеком для сверления. По утверждению историка Плиния Старшего, в 4 в. до н. э. знаменитый мастер Феодор, житель острова Самоса в Эгейском море, производил обтачивание металлических деталей замков на токарном станке собственной конструкции.

Указанный станок имел стойку, две бабки для крепления заготовки и кривошипный ножной привод. Для заточки инструмента и шлифования служил шлифовальный круг, сидевший на одной оси с заготовкой и выполнявший одновременно функции маховика. Подобный привод обеспечивал непрерывное вращение заготовки в одну сторону и освобождал обе руки рабочего для манипулирования инструментом, что позволило не только повысить производительность труда, но и качество обработки. При всей своей примитивности он уже имел все основные элементы современного токарного станка.

В металлообработке успех обеспечивал не только станок, но и металлорежущий инструмент. Овладев секретами науглероживания и закалки железа, человек стал изготовлять инструмент высокой твердости, прочности, с высокими режущими свойствами. Стало возможным в полном смысле резать металл, а не скоблить, как это было раньше.

Вторым в хронологической последовательности и не менее важным после резания был метод свободной ковки, который был затронут в разделе металлургии. Распространение ковки было связано с совершенствованием кузнечных мехов и кузнечного инструмента, а также появлением специальных приспособлений, таких как «гвоздильная доска», применявшаяся для высадки шляпок гвоздей и др.

Получаемое проковкой крицы малоуглеродистое железо обладало хорошей свариваемостью и называлось сварочным. Поэтому уже при получении такого железа был освоен процесс кузнечной (горновой) сварки, который вплоть до появления электросварки был одним из основных способов соединения металлов. Затем был освоен способ соединения клепкой, а в 8 в. до н. э. кузнец Главк из Хиоса (Греция) изобрел метод соединения металлических изделий пайкой вместо клепки.

Широкое распространение, особенно в Греции, получила торевтика (от греч. toreuo — вырезаю, чеканю) — искусство ручной рельефной художественной обработки металлических изделий (чеканки, гравирования, отделки и т. п.) с помощью ручных инструментов.

Для изготовления появившихся к тому времени монет использовались почти все известные тогда способы обработки: литье, штамповка, чеканка и др. При производстве зеркал, золочении и серебрении применялось амальгамирование (от лат. amalgama — сплав) — предварительное покрытие ртутью стеклянной или металлической поверхности.

Дата добавления: 2014-01-04