История станков до 50-х годов xx в.
Весьма интересно проследить, как относились к форме станков (среди них и токарных по дереву) в те времена, в то время, когда они создавались еще ремесленными, а не индустриальными способами. Для объемно-пространственной структуры станков XV—XVII вв. а также более позднего времени, впредь до первой половины XIX в., характерно полное либо практически полное раскрытие механизма. Несущая база станка, большей частью древесная, была легкой — маленькие нагрузки не потребовали особенной жесткости.
Токарный станок 1 (Германия) на рис. 101, а, приводимый в воздействие педалью, натягивающей веревку, второй финиш которой прикреплен к эластичной консоли, датирован 1395 г. Простой механизм? Но стоит взглянуть на сложнейшие древесные точеные подробности, украшающие, к примеру, алтари древних соборов, дабы проникнуться искренним уважением к данной древней технике. Действительно, тут еще тяжело сказать о форме станка — уж через чур несложна и обнажена конструкция.
Практически на 100 лет моложе винторезный станок 2 на рис. 101, а (1480 г.). Он устроен значительно сложнее. Данный маленький станок часового мастера имел поперечный движение ползуна, более развитое основание, и по сравнению со станком 1 на рис.
101, а тут уже уместно сказать о форме, потому что ей уделяется определенное внимание — этого потребовала тонкость и сложность самой работы мастера. В подробностях начинают оказаться профили, фаски, и такую форму уже не назовешь примитивной.
Токарно-винторезный станок 1578 г., обрисованный механиком и французским математиком того времени Жаком Бессо-ном (рис. 101, б), отделяет от станка 1 на рис. 101, а уже около 200 лет. И не смотря на то, что он приводится в воздействие тем же натяжением веревки с грузом на финише, но перед нами развитая конструктивная совокупность достаточно сложного механизма. Остроумный принцип действия снабжал возможность регулировки поперечной передачи. Существенно возросла точность в изготовлении подробностей.
Но нас в этом случае интересует в первую очередь форма. Парадоксально, но ее тут как бы нет по большому счету в отечественном нынешнем понимании. форма и Конструкция тут синонимы.
Сложная уже объемно-пространственная структура балочно-стоечного характера, полностью открытая, в намного большей степени ассоциируется как раз с конструкцией, потому что глаз не находит в пространстве никаких замкнутых, обособленных количеств. Для нас это скорее строительная конструкция, нежели станочно-машинная форма.
Любопытна конструкция токарного станка, созданного гением Леонардо да Винчи в 1500 г. (рис. 101, в). Станок приводится в воздействие педалью с перекинутой от нее через блок веревкой, но наиболее значимый элемент тут — маховое колесо, создающее инерционность перемещения заготовки, зажатой в центрах.
Думается, и тут рановато сказать о форме станка, но вот что весьма интересно: большое маховое колесо, скоро вращающееся при работе педалью, уже несет необычную данные как раз о машине в отечественном современном представлении.
Людям XX в. характерно время от времени наблюдать на технику прошлого, если не иронически, то по крайней мере снисходительно. Но в случае если представить неспециализированный уровень технических возможностей и знаний пара столетий назад, очень многое удивляет и восхищает в ответах станков. Механики того времени сделали столько поразительных изобретений, что многие из них пережили века, сослужив огромную работу всему человечеству. Отыщем в памяти, какое значение придавал К. Маркс появлению механического суппорта.
Согласно его точке зрения, это приспособление заменило не какое-либо орудие труда, а саму людскую руку.
В случае если технические усовершенствования прошлых столетий были историческими вехами в технике, то форме и тогда, и большое количество позднее не придавали столь важного значения. Станок исправно делал собственную главную функцию, и мастер-ремесленник был в полной мере удовлетворен, а вдруг принимался за его усовершенствование, то только чтобы уменьшить труд и сделать его более производительным. Если судить по высказываниям больших механиков прошлого, само понятие «форма станка» в случае если и употреблялось ими (к примеру, в трудах известного инженера и французского учёного XVII в. Шарля Плюмье, переведенных на русский язык по указанию Петра I), то отнюдь не в эстетическом замысле, но, что очень показательно, в связи с попытками добиться более рациональной компоновки, большей компактности станка, и однако эта открытая структура была подлинно прекрасна.
Целый технологический цикл металлообработки продемонстрирован на рис. 101, д—от токарной и ковки обработки заготовок до их продольной сверловки для изготовления ружейных стволов (1740—1760 гг.). В этих еще несложных по объемно-пространственной организации древесных в базе станках заметно отношение к форме как к независимому эстетическому началу автомобили.
Обработка опор, ползунов, стоек, спиц колеса отражает рвение одухотворить машину, привести ее в соответствие с неспециализированным стилем собственного времени — классицизмом. И все же композиционное ответ полностью относится к эре древесных станочных конструкций, появившихся на заре станкостроения еще в римскую эру.
Лишь с постепенным выпихиванием древесных конструкций железными происходят очень значительные трансформации машинных форм — всего их характера, объемно-тектонической основы и пространственной структуры. Коренным образом изменяется совокупность взаимоотношений элементов — не древесных, но железных.
На рис. 101, г продемонстрирован скользящий суппорт Брама (1794 г., Bramah’s patent slide rest) [122, p. 79]. Как значительно изменился целый темперамент формы!
Показались выкружки, многие подробности сложных конфигураций выполнены из одной железной заготовки, что было нереально в дереве с его своеобразным восприятием нагрузок. Существенно уменьшились сечения элементов, а ба-лочно-стоечные древесные совокупности уступили место сложным литым станинам. Металл преобразил всю тектоническую базу станка.
В следствии уже в первой половине XIX в. быстро изменились формы станков, не смотря на то, что процесс данный начался еще в койце XVIII в. Изменяется не только главный конструкционный материал, но и вся база разработки. Литые станины разрешили совсем иными дорогами, чем в дереве, получать устойчивости и жёсткости станков. как следует изменилось восприятие и распределение нагрузок.
К тому же многоступенчатые шкивы, бессчётные шестерни, сложные совокупности передач визуально поменяли и всю объемно-пространственную структуру, становившуюся все более сложной. Обстоятельством, привёдшей к быстрому качественному качественному структуры станков, был переход к массовому индустриальному производству— ремесленные станки прошлого с их малой производительностью не могли больше удовлетворять быстро возросшие публичные потребности.
Характерными примерами этих трансформаций помогают станки на рис. 101, е—л: е—фрезерный станок Г. Силвера (1835 г.); ж—металлообрабатывающий станок Э. Уитни (1820 г.); з—револьверный станок С. Фирша (1848 г.); и—фрезерный станок Ф. Хау и Э. Рута (1848 г.); к— фрагмент металлорежущего станка (1848 г.); л—фрезерный станок Ф. Хау (1850 г.).
Как происходило формообразование станков во второй половине XIX в. и отличалось ли оно от процессов, характерных для первой половины столетия, в первую очередь по быстроте трансформации форм? Анализ форм станков, продемонстрированных на рис. 102, а—л (от 1851 по 1903 гг.), разрешает сделать кое-какие выводы.
В первую очередь заметна тенденция так организовать литую станину, дабы она как единое целое приняла на себя максимум конструктивных функций. В случае если, к примеру, у долбежного станка на рис. 102, б (середина XIX в.) станина еще многоэлементна, в случае если основание и стойки ее во многом напоминают древесные конструкции, то у станков на рубеже этого века (рис.
102, к, л) формы станин стали близки к современным — это прекрасно развитые литые формы, приспособленные нести все остальные элементы станка,— в полном смысле слова «многофункциональные» станины. Заметно и второе явление: форма делается все более обобщенной. Сравните станки на рис.
102, б и к, г и и. Не имеет значения, что у них различные функции,— значительно, как принципиально изменился целый темперамент формы, ее пространственная и тектоническая базы. Часть технической структуры станка неспешно начинает уходить вовнутрь литого корпуса, и, думается, это было началом проявления тех объективных закономерностей формообразования, каковые позднее стали причиной станкам отечественного времени с их «закрытыми» структурами и предельно лаконичными формами.
Но было бы ошибочным вычислять, что эти процессы формообразования станков и автомобилей, да и по большому счету всей техники, развиваются прямолинейно. Наоборот, за период того же XIX в. возможно подметить много отступлений от общей линии формообразования. Но для понимания происходившего принципиально важно раскрыть неспециализированные тенденции объективного развития техники, каковые в конечном итоге определяли и пути развития формы.
Начало XIX в. в станкостроении привлекло интерес к форме, да в противном случае и не могло быть, потому что она объективно значительно изменялась. Но внимание это определялось не столько требованиями и эстетическим осмыслением задач публичного вкуса, сколько чисто практической необходимостью по возможности целесообразно организовать практически на глазах усложнявшуюся техническую структуру. Конструктор нечайно обращался к форме, выделял ее уже как объект ответа среди вторых задач и начинал все больше понимать ее значение.
За формами разных металлообрабатывающих станков второй половины XIX — начала XX вв. (долбежных, сверлильных, фрезерных, шлифовальных, винторезных и др.) стоит уже не небольшая ремесленная мастерская а также не мануфактурное производство, а заводские цехи с их дифференцированными технологическими циклами. Как изменилась форма менее чем за столетие!
По существу, показалась совсем новая объемно-пространственная структура со сложным хитросплетением шестеренок, шкивов, валов… Изменился целый тектонический темперамент, сами линии машинной формы. И сделало это в первую очередь литье. То, что раньше приходилось создавать сочленением древесной балки со стойкой, сейчас достигалось плавным изгибом литой станины, выносом замечательной консоли.
Как раз литье в производстве станков не неспешно, а сходу уничтожило классические связи между архитектурой и техникой.
Наступал век машинной формы, но формы, уже потерявшей ту естественную теплоту связей с человеком, каковые были свойственны для станков и автомобилей периода досерийного производства. Пригодилось практически два столетия, перед тем как снова отыскали в памяти о форме станка: оказалось, что предстоящий рост производительности труда зависит не только от технических параметров станка, но и от красоты и степени организованности его формы.
В рамках данной книги не было возможности всесторонне проанализировать кроме того наиболее значимые тенденции формообразования в области техники, но такие изучения в наши дни покупают все громадную актуальность. И это ясно, поскольку композиционные качества станка автомобили, прибора, средств транспорта, бытового оборудования и т. п. становятся не меньше ответственными показателями, чем эксплуатационные параметры изделий.
Блистательный период в развитии русского станкостроения связан с именем очень способного инженера-механика Андрея Константиновича Нартова (1693—1756 гг.). Творческая биография Нартова тесно связана с деятельностью Петра I, что в 1712 г. обратил внимание на любознательного молодого мастера «навигацкой школы» и перевел его в собственную «токарню». Удачи Нартова выяснили его командировку за предел для изучения европейской техники.
Исследователи творчества Нартова показывают, например, что данный выдающийся механик собственного времени есть первым изобретателем механического суппорта, созданного задолго до официально признанной даты его изобретения за границей. Конструкции Нартова поражают не только уникальными приемами конструктивных ответов, всегда стоящими на уровне изобретения, но и высочайшей художественной культурой. Тяжело отыскать в истории техники более красивые формы, чем созданные Нартовым в первой половине XVIII в.
На рис. 103, а — е продемонстрировано пара его станков. Модель а—токарный станок (по терминологии Нартова, «пуклова-тая машина»); б—винторезный станок («первая винтовальная машина»); в— строгальный станок («конусная машина»); г—станок для обработки торцовых поверхностей; д—сверла и резцы Нартова; е—копировально-токарный станок для нанесения винтовых линий на боковых поверхностях («улиточная машина»).
Перед нами богатые, сложно декорированные архитектурные композиции—то это стиль барокко, то машина предстает перед нами в формах хорошей ордерной совокупности. Но при всей декоративности формы эти станки в полной мере текто-ничны. Изысканные подробности, узкая резьба, тщательная орнаментация рабочих элементов (струбциночных зажимов, барашков, резцедержателей, рукояток) превращают станок в настоящее произведение искусства.
Поражает опытное знание архитектуры, виртуозность композиции.
Но, очевидно, такими были не все станки—так как нартовские предназначались для царской мастерской. В XVIII в. большинство станков создавалосьдля производства. Такие «рабочие» станки были лишены особого декора, а украшения в случае если и оказались, то носили очень скромный, подчиненный темперамент.
Но это не означает, что «рабочие» станки не владели эстетическими преимуществами. Многие из них (как правило дошедшие до нас в картинах, других документах и чертежах) кроме этого демонстрируют высокую эстетическую культуру, свидетельствуя о узком внимании и мастеров художественном вкусе прошлого, с которым они относились к отработке каждой подробности конструкции.
Сохранившиеся станки эры Ренессанса и более позднего времени впредь до начала XIX в. сейчас стали достоянием наибольших музеев мира, бесценным материалом для изучения истории материальной и духовной культуры, характера связей между утилитарным и эстетическим, красотой и пользой.
В отечественном кратком анализе исторических тенденций формообразования в технике мы не можем не коснуться, пускай в самом неспециализированном виде, тех процессов, каковые происходили на этапе становления советского станкостроения во второй половине 20-х годов. На рис.
104, а обычный станок 1 уже далекого сейчас времени— токарно-винторезный типа РУЖ Ижевского завода, выпуск 1926 г. Форма его во многом еще напоминает станки начала XX в. Горизонталь станины покоится на высоких литых опорах, вся техническая структура раскрыта. Имеется что-то весьма архаичное в данной форме. Большая часть станков были как раз такими, но одновременно с этим начинали создаваться станки с формой значительно более современной.
Таков, к примеру, поперечно-строгальный станок 2 с ходом ползуна 500 мм завода «Самоточка» 1926 г. (рис. 104, а). Данный первый коммунистический «шеппинг» не назовешь архаичным.
По всему видно, что конструкторы позаботились о целостности его формы.
Большой токарно-винторезный станок с высотою в центрах 200 мм — ДИП завода «Красный пролетарий» — был гордостью советских станкостроителей (рис. 104, г). Его освоение по значимости и сложности задач историки техники сравнивают с борьбой за создание первого советского трактора.
Высокими для собственного времени были технические параметры этого станка: много оборотов шпинделя, эргономичная совокупность переключения скоростей, высокая степень точности обработки, и, что принципиально важно для предмета отечественного изложения, форма этого станка в полной мере соответствовала его техническим данным. Это осмысленно гармонизованная форма; неспециализированная композиционная уравновешенность, четкая координация формообразующих линий говорят о высокой квалификации и культуре конструкторов, создававших на заре первых пятилеток такие станки.
По-своему ясен горизонтально-расточной станок мод. Р-80 завода им. Свердлова (Ленинград, 1931 г.).
Это один из первых отечественных горизонтально-расточных станков, и хотя здесь еще ощущается некая дробность формы, имеется что-то от характера ветхих станков, но заметны и новые веяния в формообразовании (рис. 104, д). Занимателен неспециализированный силуэт, красиво прочерчены вертикальные стойки.
Горьковский завод фрезерных станков в годы третьей пятилетки освоил модели, форма которых была в то время очень современной (рис. 104, б). Для нее характерна не только целостность, но, пожалуй, кроме того образность—это запоминающийся станок, острохарактерный по собственной форме «вертикальный фрезер».
По-своему занимательными были станки с более раскрытой технической структурой. Таким необычным инженерным «сооружением» предстает перед нами большой колесно-токарный станок 1939 г. с высотой центров 950 мм и расстоянием между центрами 2700 мм (рис. 104, е). Завод «Двигатель революции» в Неприятном производил эти станки для обточки бандажей колесных пар.
И в этом случае прекрасно заметен личный подход конструкторов к трактовке формы — строго геометризованной, без обтекаемостей, с выделенными гранями, углами и плоскостями. Композиция весьма ясна, не смотря на то, что ей, по отечественным сегодняшним представлениям, чуть-чуть не достаточно целостности в ответе нижней части.
Глядя на вальцетокарный станок громадной мощности со скоростным режимом резания, выпускавшийся Краматорским заводом тяжелого станкостроения в первую послевоенную пятилетку, возможно с полным основанием сказать уже об осмысленном ответе композиционных задач (рис. 104, ж). Чувствуется, что тут ответ композиции вылилось в независимую задачу.
Громадный станок только целостен: все большие формообразующие его элементы превосходно соподчинены между собой; подчеркнут их ритм; заметна четкость в ответе совокупности пропорций и выраженность горизонтальных членений.
Остро ясен токарный полуавтомат на рис. 104, з с двумя приводными бабками; с передним и задним суппортами. В отличие от прошлой композиции тут начинается другая концепция формообразования — это мягко округлые формы, местами многоступенчатые, пластичные, с занимательными ритмами света и теней.
Низко опущенная горизонталь главной направляющей четко организует и объединяет всю форму. Думается, что и сейчас данный токарный полуавтомат для обработки средних коренных и шатунных шеек коленчатых валов может служить практическим примером последовательного и осмысленного композиционного ответа.
Координатно-расточной прецизионный станок (рис. 104, в), выпущенный в первые послевоенные годы, по подходу к ответу формы по большому счету воображает некое новое явление для того периода. В данной форме присутствуют уже все главные черты современных станков — автоматов и полуавтоматов. Причем заметно рвение не просто рационально скомпоновать станок, но сделать композицию ясной. Культура формы любого станка наглядно выражается в единстве характера его формы.
В этом случае в каждом элементе расточного станка четко выражен единый темперамент. Скоординированы главные формообразующие линии, совершена единая пластическая разработка, о чем свидетельствует, например, ответ примыканий и мест разъёмов. Весьма интересно выражена и тектоника этого станка—тектоника сборно-сочлененной конструкции, отыскавшая после этого в отечественном станкостроении широкое распространение.
За два десятилетия, о которых идет обращение, советское станкостроение прошло огромный путь. И вместе с совершенствованием технических параметров непрерывно совершенствовались формы. Достаточно сравнить станки на рис. 104, в, ж, з со станком 1 на рис.
104, а, дабы полностью представить себе масштаб этих трансформаций. Эти 20 лет—целая эра не только технического прогресса, но и роста эстетической культуры проектировщиков. Но в работах по истории советского станкостроения этого периода, где приводятся бессчётные сведения о дорогах освоения новых станков, неприятности фактически композиции кроме того не упоминаются.
Обращаясь к истории техники и а также станкостроения, нечайно задаешься вопросом: в случае если дизайн как особенная область деятельности появился только в начале этого века, а фактически взял замечательное развитие с 30—40-х годов, то как же инженер создавал машины и прекрасные станки, украшающие сейчас многие музеи мира, без участия живописца-конструктора? От ответа на данный вопрос сильно зависит познание того, как идет развитие формы в технике, какова специфика дизайнера и задач инженера, каков темперамент их сотрудничества.
Дело в том, что обращение неимеетвозможности идти о некоем обезличенном, среднестатистическом инженере. Настоящий конструкторский талант немыслим без глубокого эмоции формы, понимания ее значения. Настоящий конструктор наслаждается собственной машиной не только как чисто утилитарным объектом, но и как прекрасной, гармоничной формой, собственного рода технической скульптурой, в образной форме запечатлевающей в себе все значения и смыслы изделия.
Но в наши дни предельной разделении конструкторских задач именно это чувство единства, целостности формы как-то неспешно и незаметно утрачивалось инженером, оставаясь разве что в авто- и особенно авиастроении, где форма ни на 60 секунд не исчезает из поля зрения главного конструктора. Исходя из этого так возросло значение дизайна—незаменимого отдельных сохранения изделий и средства целостности и всей предметной среды.
