"Ясное зрелище махин": какой путь преодолела идея токарного станка

Когда речь заходит о металлообработке, нельзя обойти вниманием токарный станок. Может показаться, что это изобретение последней сотни лет, но это не так, если не брать станки с ЧПУ. Идея появилась задолго до появления электричества и первоначально возможности ограничивались мускульной силой рук, которую заменил ножной привод и энергия воды. Впрочем, обо всём по порядку.

Точит не только вода: когда и где появился первый станок

Русское прилагательное «токарный» восходит к глаголу «точить», который родственен слову «течь» (Вспомним: «вода камень точит»). В настоящее время одно из значений: «придавать нужную форму». В английском, кстати, термин «токарный станок» более короткий — lathe. Считается, что он произошёл от датского «lad» со значением «структура, каркас», а то слово, в свою очередь, от старонорвежского «hloeða» (грузить, оседлать лошадь).

В основе современного оборудования лежат принципы, заложенные ещё во времена Древнего Египта и Древней Греции. Тогда специальными приспособлениями добивались изготовления «тел вращения», правда, на тот момент из дерева. С изобретением токарного станка, как с «приручением огня» или с выплавкой меди — трудно найти того, от кого остался бы первый «патент», чтобы его можно было бы назвать первопроходцем. Древние египтяне, а потом и остальные, использовали так называемый лучковый привод (напоминал лук для стрельбы). Токарный станок является важной и необходимой для производства вещью. Следовательно, пригодится и в загробной жизни, считали жители Древнего Египта. Заявления тут не голословны, — они тратили на соответствующие изображения место, время и материалы, чтобы запечатлеть это на фресках.

Токарный станок для металла и сокровища

Найденные древние украшения позволяют думать, что до нашей эры некоторым образом могли заниматься металлообработкой на заказ. Например, историк Плиний поведал нам легенду, что некий Фёдор с острова Самос за 400 лет до н. э. применял такое устройство. Фёдор стал его изобретателем поневоле: случилась неслыханная дерзость — была ограблена сокровищница царя Поликрата. По уверенному заявлению многих современных специалистов, царь страдал расстройствами психики вследствие черепно-мозговой травмы и тяжёлых жизненных обстоятельств. У него были различные мании, опасения и чувство тревоги. Сейчас даже известен соответствующий термин «комплекс Поликрата».

Тем не менее опасения, как мы видим, были не беспочвенны, — сокровищницу разграбили. Чтобы помочь душевному равновесию, царь вызвал известного изобретателя Фёдора и поставил задачу придумать хитрый замок, который не поддался бы ни одному вору. Сама идея замка пришла на ум изобретателю быстро, а вот вопрос, как сделать мелкоцилиндрические детали из металла, пришлось решить отдельно. Он взял за основу существовавший лучковый станок, сделал привод ножным, чтобы хватало мощности обрабатывать металлические заготовки. Так появилась идея токарного станка, который стал прототипом современного. Однако, много-много лет идея была в забвении, потому что изобретение опередило своё время.

Вернулись к чему было и превзошли себя

Несколько веков люди пользовались лучковыми и лучковоножными станками различных вариаций, в основном для обработки дерева. Но это не значит, что не было никакого развития. Чем ближе к нашему времени — тем меньше легенд и больше вещественных «доказательств» (например, сохранившийся станок с XVI в. Максимиллиана I). Однако, большинство из них не годились для обработки металла. Идея токарного станка не давала покоя даже разносторонне одарённому Леонардо Да Винчи. Сохранились чертежи агрегатов и узлов, но ни один не был построен.

На примитивных лучковых станках трудились достаточно долго, а в XVIII веке стали использовать не мускульную силу, а водяное колесо, и был изобретён суппорт (держатель резца). Но оставалась проблема перемещения резца при обработке металла. Большую роль в развитии технологий сыграл механик Петра I: проблема самоходного резца впервые была решена в изобретении Андрея Константиновича Нартова. В его рукописи с названием «Ясное зрелище махин» (детальное описание машин, то есть) разбирается более 20-ти разных видов токарных станков чертежами и деталями, что говорит о его широких познаниях.

Более совершенную систему потом создаст англичанин Генри Модели, что будет ближе к современной идее. Но Нартов — первый, кто начал решать эту важную для будущего инженерную задачу.