วิวัฒนาการทางประวัติศาสตร์ของเครื่องมือเครื่องจักรต่างๆ

เครื่องกลึง

เครื่องกลึงเป็นเครื่องมือกลที่ใช้เครื่องกลึงเป็นหลักในการกลึงชิ้นงานที่หมุนได้ สว่าน ดอกสว่านรีมเมอร์ ดอกรีมเมอร์ ต๊าป แม่พิมพ์ และเครื่องมือกลึงเกลียวยังสามารถใช้กับเครื่องกลึงสำหรับการประมวลผลที่เกี่ยวข้องได้ เครื่องกลึงส่วนใหญ่ใช้ในการประมวลผลเพลา ดิสก์ ปลอก และชิ้นงานอื่นๆ ที่มีพื้นผิวหมุนได้ เครื่องกลึงเป็นเครื่องมือกลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในโรงงานผลิตและซ่อมแซมเครื่องจักร

1. เครื่องกลึงคันธนูแบบใช้รอกโบราณและแท่งโค้ง

ตั้งแต่ยุคอียิปต์โบราณ มนุษย์ได้คิดค้นเทคโนโลยีการกลึงไม้ด้วยเครื่องมือพร้อมหมุนไม้รอบแกนกลางของไม้ ในตอนแรก มนุษย์ใช้ต้นไม้สองต้นตั้งตรงเป็นฐานรองรับไม้ที่จะกลึง ใช้แรงยืดหยุ่นของกิ่งไม้กลิ้งเชือกลงบนไม้ แล้วดึงเชือกด้วยมือหรือเท้าเพื่อหมุนไม้ จากนั้นจึงตัดไม้ด้วยเครื่องมือในมือ

วิธีการโบราณนี้ค่อยๆ พัฒนาจนกลายเป็นวิธีการพันเชือกสองหรือสามรอบด้วยรอก โดยวางเชือกบนแกนยางยืดที่งอเป็นรูปคันธนู จากนั้นจึงดันและดึงคันธนูไปมาเพื่อหมุนวัตถุที่ผ่านกระบวนการให้หมุน นี่คือ "เครื่องกลึงคันธนู"

2. “เครื่องกลึงแบบเหยียบ” ที่มีเพลาข้อเหวี่ยงและล้อช่วยแรงในยุคกลาง

ในยุคกลาง มีคนออกแบบ "เครื่องกลึงแบบเหยียบ" ที่ใช้แป้นเหยียบหมุนเพลาข้อเหวี่ยงและขับเคลื่อนล้อหมุน จากนั้นจึงส่งต่อแป้นเหยียบไปยังเพลาหลักเพื่อหมุน ในช่วงกลางศตวรรษที่ 16 นักออกแบบชาวฝรั่งเศสชื่อเบสซงได้ออกแบบเครื่องกลึงสำหรับกลึงสกรูโดยใช้แกนสกรูในการเลื่อนเครื่องมือ น่าเสียดายที่เครื่องกลึงประเภทนี้ไม่ได้รับการส่งเสริมและนำมาใช้

3. หัวกีตาร์และชัคถือกำเนิดในศตวรรษที่ 18

ในศตวรรษที่ 18 มีคนออกแบบเครื่องกลึงที่ใช้แป้นเหยียบและก้านสูบเพื่อหมุนเพลาข้อเหวี่ยง ซึ่งสามารถจัดเก็บพลังงานจลน์จากการหมุนบนล้อหมุนได้ และพัฒนาจากการหมุนชิ้นงานโดยตรงไปเป็นการหมุนหัวจับซึ่งเป็นหัวจับสำหรับยึดชิ้นงาน

4. ในปี พ.ศ. 2340 ชาวอังกฤษชื่อ Maudsley ได้ประดิษฐ์เครื่องกลึงแบบจับยึดเครื่องมือที่สร้างยุคสมัยขึ้นมา

เครื่องกลึงนี้มีสกรูลีดที่แม่นยำและเกียร์แบบเปลี่ยนได้

Maudsley เกิดในปี 1771 เมื่ออายุได้ 18 ปี เขาเป็นมือขวาของ Bramer ผู้ประดิษฐ์ กล่าวกันว่า Bramer ทำงานฟาร์ม เมื่ออายุได้ 16 ปี เขาต้องเปลี่ยนไปทำงานช่างไม้เนื่องจากมีความคล่องตัวต่ำเนื่องจากเกิดอุบัติเหตุที่ทำให้ข้อเท้าขวาของเขาพิการ สิ่งประดิษฐ์ชิ้นแรกของเขาคือชักโครกในปี 1778 Maudsley เริ่มช่วย Bramer ออกแบบเครื่องอัดไฮดรอลิกและเครื่องจักรอื่นๆ จนกระทั่งเขาออกจาก Bramer เมื่ออายุได้ 26 ปี เนื่องจาก Bramer ปฏิเสธคำขอของ Moritz อย่างหยาบคายที่จะเพิ่มเงินเดือนของเขาเป็นมากกว่า 30 ชิลลิงต่อสัปดาห์

ในปีเดียวกับที่ Maudsley ลาออกจาก Bramer เขาได้สร้างเครื่องกลึงเกลียวเครื่องแรก ซึ่งเป็นเครื่องกลึงโลหะทั้งหมดที่มีที่จับเครื่องมือและแท่นท้ายที่สามารถเคลื่อนที่ไปตามรางนำคู่ขนานได้ พื้นผิวของรางนำเป็นรูปสามเหลี่ยม และเมื่อแกนหมุน สกรูนำจะขับเคลื่อนที่จับเครื่องมือให้เคลื่อนที่ในแนวนอน นี่คือกลไกหลักของเครื่องกลึงสมัยใหม่ และเครื่องกลึงนี้สามารถใช้กลึงสกรูโลหะที่มีความแม่นยำทุกระยะพิทช์ได้

สามปีต่อมา Maudsley ได้ผลิตเครื่องกลึงที่สมบูรณ์แบบยิ่งขึ้นในเวิร์กช็อปของเขาเอง โดยมีเฟืองที่สามารถเปลี่ยนกันได้เพื่อเปลี่ยนความเร็วการป้อนและระยะพิทช์ของเกลียวที่กำลังประมวลผล ในปี 1817 ชาวอังกฤษอีกคนหนึ่งชื่อ Roberts ได้นำรอกสี่ขั้นตอนและกลไกล้อหลังมาใช้เพื่อเปลี่ยนความเร็วของแกนหมุน ในไม่ช้า เครื่องกลึงขนาดใหญ่ก็ปรากฏขึ้น ซึ่งมีส่วนสนับสนุนอย่างมากในการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำและเครื่องจักรอื่นๆ

5. การกำเนิดเครื่องกลึงพิเศษประเภทต่างๆ

เพื่อปรับปรุงระดับของการใช้เครื่องจักรและระบบอัตโนมัติ ในปี 1845 ฟิทช์แห่งสหรัฐอเมริกาได้ประดิษฐ์เครื่องกลึงป้อมปืน ในปี 1848 เครื่องกลึงล้อส่งกลับปรากฏขึ้นในสหรัฐอเมริกา ในปี 1873 สเปนเซอร์แห่งสหรัฐอเมริกาได้ผลิตเครื่องกลึงอัตโนมัติแกนเดียว และในไม่ช้าเขาก็ผลิตเครื่องกลึงอัตโนมัติสามแกน ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เครื่องกลึงที่มีระบบส่งกำลังแบบเฟืองขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ตัวเดียวก็ปรากฏขึ้น เนื่องจากการประดิษฐ์เหล็กกล้าเครื่องมือความเร็วสูงและการใช้มอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องกลึงจึงได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและในที่สุดก็ไปถึงระดับที่ทันสมัยของความเร็วสูงและความแม่นยำสูง

หลังสงครามโลกครั้งที่ 1 เครื่องกลึงอัตโนมัติประสิทธิภาพสูงและเครื่องกลึงเฉพาะทางต่างๆ ได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วเนื่องจากความต้องการของอุตสาหกรรมอาวุธ ยานยนต์ และเครื่องจักรอื่นๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตของชิ้นงานจำนวนน้อย เครื่องกลึงที่มีอุปกรณ์กำหนดโปรไฟล์ไฮดรอลิกได้รับการส่งเสริมในช่วงปลายทศวรรษปี 1940 และในเวลาเดียวกัน เครื่องกลึงแบบมัลติทูลก็ได้รับการพัฒนาเช่นกัน ในช่วงกลางทศวรรษปี 1950 เครื่องกลึงที่ควบคุมด้วยโปรแกรมพร้อมการ์ดเจาะรู แผ่นล็อก และหน้าปัดได้รับการพัฒนา เทคโนโลยี CNC เริ่มถูกนำมาใช้ในเครื่องกลึงในช่วงทศวรรษปี 1960 และพัฒนาอย่างรวดเร็วหลังทศวรรษปี 1970

6. เครื่องกลึงแบ่งออกเป็นหลายประเภทตามการใช้งานและหน้าที่

เครื่องกลึงทั่วไปมีวัตถุการประมวลผลที่หลากหลาย ช่วงการปรับความเร็วของแกนหมุนและอัตราป้อนที่กว้าง และสามารถประมวลผลพื้นผิวด้านในและด้านนอก หน้าปลาย และเกลียวด้านในและด้านนอกของชิ้นงาน เครื่องกลึงประเภทนี้ส่วนใหญ่ใช้งานด้วยมือโดยคนงาน ซึ่งมีประสิทธิภาพการผลิตต่ำ และเหมาะสำหรับการผลิตแบบชิ้นเดียวและแบบเป็นชุดเล็กและเวิร์กช็อปซ่อมแซม เครื่องกลึงป้อมปืนและเครื่องกลึงแบบโรตารีมีที่จับเครื่องมือป้อมปืนหรือที่จับเครื่องมือแบบล้อส่งกลับที่สามารถยึดเครื่องมือได้หลายชิ้น คนงานสามารถใช้เครื่องมือต่างๆ ตามลำดับเพื่อดำเนินการหลายขั้นตอนให้เสร็จสิ้นในครั้งเดียวที่ยึดชิ้นงาน ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตแบบเป็นชุด

เครื่องกลึงอัตโนมัติสามารถทำการประมวลผลชิ้นงานขนาดเล็กและขนาดกลางแบบหลายกระบวนการโดยอัตโนมัติตามขั้นตอนบางอย่าง สามารถโหลดและขนถ่ายวัสดุได้โดยอัตโนมัติ และประมวลผลชิ้นงานเดียวกันซ้ำๆ ได้ ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตในปริมาณมากและเป็นจำนวนมาก

เครื่องกลึงกึ่งอัตโนมัติแบบมัลติทูลแบ่งออกเป็นเครื่องกลึงแกนเดียว หลายแกน แนวนอน และแนวตั้ง เค้าโครงของเครื่องกลึงแนวนอนแกนเดียวจะคล้ายกับเครื่องกลึงทั่วไป แต่ชุดยึดเครื่องมือสองชุดติดตั้งไว้ด้านหน้าและด้านหลังแกนหมุนหรือด้านบนและด้านล่าง และใช้ในการประมวลผลดิสก์ แหวน และเพลา ประสิทธิภาพการผลิตสูงกว่าเครื่องกลึงทั่วไป 3 ถึง 5 เท่า

เครื่องกลึงแบบคัดลอกสามารถทำรอบการประมวลผลชิ้นงานให้เสร็จสมบูรณ์โดยอัตโนมัติตามรูปร่างและขนาดของเทมเพลตหรือตัวอย่าง เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นงานที่มีรูปร่างที่ซับซ้อนมากขึ้นเป็นชุดหรือเป็นชุด ประสิทธิภาพการผลิตสูงกว่าเครื่องกลึงทั่วไป 10 ถึง 15 เท่า มีที่จับเครื่องมือหลายแบบ แกนหลายแกน ประเภทหัวจับ ประเภทแนวตั้ง และประเภทอื่นๆ

แกนหมุนของเครื่องกลึงแนวตั้งตั้งฉากกับระนาบแนวนอน ชิ้นงานยึดบนโต๊ะหมุนแนวนอน และที่จับเครื่องมือเคลื่อนที่บนคานหรือเสา เหมาะสำหรับการประมวลผลชิ้นงานขนาดใหญ่และหนักกว่าซึ่งติดตั้งบนเครื่องกลึงทั่วไปได้ยาก โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ เสาเดี่ยวและเสาคู่

ในขณะทำการกลึง ที่จับเครื่องมือของเครื่องกลึงแบบลดความนูนของฟันจะเคลื่อนที่ไปในแนวรัศมีเป็นระยะๆ ซึ่งใช้ในการสร้างพื้นผิวฟันของเครื่องตัดกัดรถยก เครื่องกลึงแบบมีฟัน ฯลฯ โดยทั่วไปแล้ว ที่จับเครื่องมือจะติดตั้งอุปกรณ์ช่วยเจียรเพื่อบรรเทาความนูนของฟัน และพื้นผิวฟันจะถูกบรรเทาด้วยล้อเจียรขนาดเล็กที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์แยกต่างหาก

เครื่องกลึงพิเศษ คือ เครื่องกลึงที่ใช้ในการประมวลผลพื้นผิวเฉพาะของชิ้นงานบางประเภท เช่น เครื่องกลึงเพลาข้อเหวี่ยง เครื่องกลึงเพลาลูกเบี้ยว เครื่องกลึงล้อ เครื่องกลึงเพลา เครื่องกลึงลูกกลิ้ง และเครื่องกลึงแท่งโลหะ

เครื่องกลึงแบบรวมส่วนใหญ่ใช้สำหรับการกลึง แต่ด้วยการเพิ่มชิ้นส่วนและอุปกรณ์เสริมพิเศษบางอย่าง เครื่องกลึงเหล่านี้ยังสามารถใช้สำหรับการเจาะ การกัด การเจาะ การแทรก การเจียร และการประมวลผลอื่นๆ เครื่องกลึงเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะของ "เครื่องจักรหนึ่งเครื่องที่มีฟังก์ชั่นหลายอย่าง" และเหมาะสำหรับงานซ่อมแซมยานยนต์วิศวกรรม เรือ หรือสถานีซ่อมเคลื่อนที่

เครื่องเจาะ

แม้ว่าช่างฝีมือในโรงงานจะล้าหลังกว่าเล็กน้อย แต่พวกเขาก็ได้รับการฝึกฝนและสร้างช่างเทคนิคมากมาย แม้ว่าพวกเขาจะไม่ได้เชี่ยวชาญในการผลิตเครื่องจักร แต่พวกเขาก็สามารถผลิตเครื่องมือช่างต่างๆ ได้ เช่น มีด เลื่อย เข็ม สว่าน กรวย เครื่องเจียร เพลา ปลอก เฟือง โครงเตียง ฯลฯ ในความเป็นจริง เครื่องจักรประกอบขึ้นจากชิ้นส่วนเหล่านี้

1. ผู้ออกแบบเครื่องเจาะคนแรก - Leonardo Da Vinci เครื่องเจาะได้รับการขนานนามว่าเป็น "มารดาแห่งเครื่องจักร"

เมื่อพูดถึงเครื่องเจาะ เราต้องพูดถึง Leonardo da Vinci ก่อน บุคคลในตำนานผู้นี้อาจเป็นผู้ออกแบบเครื่องเจาะรุ่นแรกๆ ที่ใช้สำหรับการแปรรูปโลหะ เครื่องเจาะที่เขาออกแบบนั้นขับเคลื่อนด้วยไฮดรอลิกหรือแป้นเหยียบ เครื่องมือเจาะจะหมุนใกล้กับชิ้นงาน และชิ้นงานจะยึดอยู่กับโต๊ะเคลื่อนที่ที่ขับเคลื่อนด้วยเครน ในปี ค.ศ. 1540 จิตรกรอีกท่านหนึ่งได้วาดภาพ "Pyrotechnics" ซึ่งมีภาพเครื่องเจาะแบบเดียวกันนี้ด้วย ในเวลานั้น เครื่องเจาะถูกใช้โดยเฉพาะสำหรับการตกแต่งชิ้นงานหล่อกลวง

2. เครื่องเจาะลำกล้องปืนใหญ่เครื่องแรก (วิลกินสัน พ.ศ. 2318)

ในศตวรรษที่ 17 อุตสาหกรรมการผลิตปืนใหญ่จึงพัฒนาอย่างรวดเร็วเนื่องมาจากความต้องการทางการทหาร และวิธีผลิตลำกล้องปืนใหญ่ก็กลายมาเป็นปัญหาสำคัญที่ผู้คนจำเป็นต้องแก้ไขโดยด่วน

เครื่องเจาะจริงเครื่องแรกของโลกได้รับการประดิษฐ์โดยวิลกินสันในปี พ.ศ. 2318 โดยที่จริงแล้ว เครื่องเจาะของวิลกินสันเป็นเครื่องเจาะที่สามารถเจาะปืนใหญ่ได้อย่างแม่นยำ โดยเป็นแท่งเจาะทรงกระบอกกลวงที่มีปลายทั้งสองด้านติดตั้งบนตลับลูกปืน

วิลกินสันเกิดในสหรัฐอเมริกาในปี ค.ศ. 1728 เมื่ออายุได้ 20 ปี เขาได้ย้ายไปที่สแตฟฟอร์ดเชียร์และสร้างเตาเผาเหล็กแห่งแรกในบิลสตัน ดังนั้น วิลกินสันจึงได้รับการขนานนามว่าเป็น "ช่างตีเหล็กระดับปรมาจารย์แห่งสแตฟฟอร์ดเชียร์" ในปี ค.ศ. 1775 หลังจากความพยายามอย่างต่อเนื่องในโรงงานของพ่อของเขา ในที่สุด วิลกินสันวัย 47 ปีก็ได้สร้างเครื่องจักรใหม่ที่สามารถเจาะลำกล้องปืนใหญ่ได้อย่างแม่นยำที่สุด ที่น่าสนใจคือ หลังจากวิลกินสันเสียชีวิตในปี ค.ศ. 1808 เขาถูกฝังในโลงศพเหล็กหล่อที่เขาออกแบบเอง

3. เครื่องจักรเจาะเป็นส่วนสำคัญที่สนับสนุนเครื่องยนต์ไอน้ำของวัตต์

หากไม่มีเครื่องจักรไอน้ำ คลื่นลูกแรกของการปฏิวัติอุตสาหกรรมก็คงไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในเวลานั้น นอกจากโอกาสทางสังคมที่จำเป็นแล้ว การพัฒนาและการใช้งานเครื่องจักรไอน้ำเองยังต้องการข้อกำหนดทางเทคนิคบางประการที่ไม่สามารถละเลยได้ เนื่องจากการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรไอน้ำนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเหมือนกับช่างไม้ที่ตัดไม้ การทำให้โลหะเป็นรูปร่างพิเศษบางอย่างและมีความแม่นยำในการประมวลผลสูงนั้นเป็นไปไม่ได้หากไม่มีอุปกรณ์ทางเทคนิคที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างเช่น ในการผลิตกระบอกสูบและลูกสูบของเครื่องจักรไอน้ำ ความแม่นยำของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่จำเป็นในกระบวนการผลิตลูกสูบสามารถวัดได้จากภายนอกขณะตัด แต่เพื่อตอบสนองความต้องการความแม่นยำของเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของกระบอกสูบ การใช้วิธีการประมวลผลทั่วไปนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย

สมิธอนเป็นช่างเทคนิคเครื่องกลที่ดีที่สุดในศตวรรษที่ 18 สมิธอนออกแบบกังหันน้ำและกังหันลมมากถึง 43 เครื่อง เมื่อทำเครื่องจักรไอน้ำ สมิธอนรู้สึกว่าส่วนที่ยากที่สุดคือการประมวลผลกระบอกสูบ เป็นเรื่องยากมากที่จะกลึงวงแหวนด้านในของกระบอกสูบขนาดใหญ่ให้เป็นวงกลม ด้วยเหตุนี้ สมีตันจึงสร้างเครื่องมือเครื่องจักรพิเศษสำหรับตัดวงแหวนด้านในของกระบอกสูบที่ Karen Iron Works เครื่องเจาะนี้ซึ่งขับเคลื่อนด้วยกังหันน้ำมีเครื่องมือติดตั้งอยู่ที่ปลายด้านหน้าของเพลาที่ยาว เครื่องมือนี้สามารถหมุนในกระบอกสูบเพื่อประมวลผลวงแหวนด้านใน เนื่องจากเครื่องมือติดตั้งอยู่ที่ปลายด้านหน้าของเพลาที่ยาว จึงอาจเกิดปัญหาเช่นเพลาเบี่ยงเบน ดังนั้นการกลึงกระบอกสูบทรงกลมอย่างแท้จริงจึงเป็นเรื่องยากมาก ด้วยเหตุนี้ สมีตันจึงต้องเปลี่ยนตำแหน่งของกระบอกสูบหลายครั้งเพื่อประมวลผล

เครื่องเจาะที่วิลกินสันประดิษฐ์ขึ้นในปี 1774 มีบทบาทสำคัญอย่างมากสำหรับปัญหานี้ เครื่องเจาะนี้ใช้ล้อน้ำเพื่อหมุนกระบอกวัสดุและจัดตำแหน่งให้ตรงกับเครื่องมือที่ยึดไว้ตรงกลาง เนื่องจากการเคลื่อนที่สัมพันธ์กันระหว่างเครื่องมือและวัสดุ วัสดุจึงถูกเจาะเป็นรูทรงกระบอกด้วยความแม่นยำสูง ในเวลานั้น เครื่องเจาะได้สร้างกระบอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 72 นิ้ว และข้อผิดพลาดไม่เกินความหนาของเหรียญหกเพนนี นี่เป็นข้อผิดพลาดครั้งใหญ่ที่วัดได้โดยเทคโนโลยีสมัยใหม่ แต่ภายใต้เงื่อนไขในเวลานั้น การบรรลุระดับนี้ไม่ใช่เรื่องง่าย

อย่างไรก็ตามสิ่งประดิษฐ์ของวิลกินสันไม่ได้รับการจดสิทธิบัตรและผู้คนก็ลอกเลียนแบบและติดตั้งมัน ในปี 1802 วัตต์ยังได้พูดถึงสิ่งประดิษฐ์ของวิลกินสันในหนังสือของเขาและคัดลอกไว้ใน Soho Iron Works ของเขา ต่อมาวัตต์ยังใช้เครื่องจักรวิเศษของวิลกินสันในการผลิตกระบอกสูบและลูกสูบของเครื่องจักรไอน้ำ ปรากฏว่าสำหรับลูกสูบนั้นสามารถวัดขนาดภายนอกได้ขณะตัด แต่สำหรับกระบอกสูบนั้นไม่ง่ายนัก และต้องใช้เครื่องเจาะ ในเวลานั้น วัตต์ใช้กังหันน้ำเพื่อหมุนกระบอกสูบโลหะและปล่อยให้เครื่องมือที่ยึดไว้ตรงกลางเคลื่อนไปข้างหน้าเพื่อตัดด้านในของกระบอกสูบ เป็นผลให้ข้อผิดพลาดของกระบอกสูบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 75 นิ้วน้อยกว่าความหนาของเหรียญซึ่งมีความก้าวหน้ามากในสมัยนั้น

4. กำเนิดเครื่องเจาะยกโต๊ะทำงาน (Hutton, 1885) ในทศวรรษต่อๆ มา

ผู้คนได้ปรับปรุงเครื่องเจาะของวิลกินสันหลายอย่าง ในปี พ.ศ. 2428 ฮัตตันแห่งอังกฤษได้ผลิตเครื่องเจาะที่มีโต๊ะยกได้ ซึ่งกลายมาเป็นต้นแบบของเครื่องเจาะสมัยใหม่ เครื่องเจาะ.

เครื่องกัด

ในศตวรรษที่ 19 ชาวอังกฤษได้ประดิษฐ์เครื่องเจาะและเครื่องไสไม้สำหรับความต้องการของการปฏิวัติอุตสาหกรรม เช่น เครื่องยนต์ไอน้ำ ในขณะที่ชาวอเมริกันมุ่งเน้นไปที่การประดิษฐ์เครื่องกัดเพื่อผลิตอาวุธจำนวนมาก เครื่องกัดเป็นเครื่องจักรที่มีหัวกัดรูปทรงต่างๆ ซึ่งสามารถตัดชิ้นงานที่มีรูปร่างพิเศษ เช่น ร่องเกลียว รูปร่างของเฟือง เป็นต้น ในช่วงต้นปี ค.ศ. 1664 ฮุค นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ประดิษฐ์เครื่องจักรสำหรับการตัดด้วยหัวกัดวงกลมแบบหมุน ซึ่งถือได้ว่าเป็นเครื่องกัดแบบดั้งเดิม แต่สังคมไม่ได้ตอบรับอย่างกระตือรือร้นต่อเครื่องจักรดังกล่าวในเวลานั้น ในช่วงทศวรรษปี ค.ศ. 1840 แพรตต์ได้ออกแบบเครื่องกัดที่เรียกว่าลินคอล์น แน่นอนว่าเป็นวิทนีย์ชาวอเมริกันที่สร้างสถานะของเครื่องกัดในการผลิตเครื่องจักรอย่างแท้จริง

1. เครื่องกัดธรรมดาเครื่องแรก (Whitney, 1818)

วิทนีย์ได้สร้างเครื่องกัดธรรมดาเครื่องแรกของโลกในปี พ.ศ. 2361 แต่สิทธิบัตรสำหรับเครื่องกัดนี้ได้รับโดย Bodmer ชาวอังกฤษ (ผู้ประดิษฐ์เครื่องไสไม้แบบเครนพร้อมอุปกรณ์ป้อนเครื่องมือ) ในปี พ.ศ. 2382 เนื่องจากเครื่องกัดนั้นมีราคาแพงเกินไป จึงมีคนสนใจเพียงไม่กี่คนในเวลานั้น

2. เครื่องกัดสากลเครื่องแรก (บราวน์ พ.ศ. 2405)

หลังจากช่วงเวลาแห่งความเงียบเหงา เครื่องกัดก็กลับมามีบทบาทอีกครั้งในสหรัฐอเมริกา ในทางตรงกันข้าม กล่าวได้ว่า Whitney และ Pratt เป็นผู้วางรากฐานสำหรับการประดิษฐ์และการประยุกต์ใช้ เครื่องกัดเครดิตที่แท้จริงสำหรับการประดิษฐ์เครื่องกัดซึ่งสามารถนำไปใช้ในการดำเนินงานโรงงานต่างๆ ควรมอบให้กับวิศวกรชาวอเมริกัน Joseph Brown

ในปี 1862 บราวน์แห่งสหรัฐอเมริกาได้ผลิตเครื่องกัดสากลเครื่องแรกของโลก ซึ่งถือเป็นนวัตกรรมที่ก้าวล้ำในแง่ของการติดตั้งแผ่นดัชนีสากลและเครื่องตัดกัดที่ครอบคลุม โต๊ะทำงานของเครื่องกัดสากลสามารถหมุนมุมหนึ่งไปในทิศทางแนวนอนและติดตั้งอุปกรณ์เสริม เช่น หัวกัดแนวตั้ง "เครื่องกัดสากล" ที่เขาออกแบบประสบความสำเร็จอย่างมากเมื่อนำไปจัดแสดงที่งาน Paris Exposition ในปี 1867 ในเวลาเดียวกัน บราวน์ยังได้ออกแบบเครื่องตัดกัดขึ้นรูปที่ไม่เสียรูปหลังจากการบด และจากนั้นก็ผลิตเครื่องบดสำหรับการบดเครื่องตัดกัด ทำให้เครื่องกัดอยู่ในระดับปัจจุบัน

เครื่องบิน

ในกระบวนการประดิษฐ์คิดค้น มีหลายสิ่งหลายอย่างที่มักจะเสริมและเชื่อมโยงกัน: เพื่อผลิตเครื่องยนต์ไอน้ำ จำเป็นต้องใช้เครื่องเจาะ หลังจากการประดิษฐ์เครื่องยนต์ไอน้ำ เครื่องไสไม้จึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการนี้ อาจกล่าวได้ว่าการประดิษฐ์เครื่องยนต์ไอน้ำเป็นเหตุให้เกิดการออกแบบและพัฒนา "เครื่องมือกล" ตั้งแต่เครื่องเจาะและเครื่องกลึงไปจนถึงเครื่องไสไม้ จริงๆ แล้ว เครื่องไสไม้คือ "เครื่องไสไม้" สำหรับการไสโลหะ

1. เครื่องไสไม้สำหรับแปรรูปไสไม้ขนาดใหญ่ (1839)

เนื่องจากการประมวลผลระนาบของที่นั่งวาล์วเครื่องยนต์ไอน้ำต้องเริ่มต้นตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 19 ช่างเทคนิคจำนวนมากจึงเริ่มทำการวิจัยในพื้นที่นี้ รวมถึง Richard Robert, Richard Pratt, James Fox และ Joseph Clement ซึ่งผลิตเครื่องไสไม้ด้วยตนเองในเวลา 25 ปีจากปี 1814 เครื่องไสไม้แบบแกนทรีนี้จะยึดชิ้นงานไว้บนแท่นที่เคลื่อนที่ไปมา และเครื่องไสไม้จะตัดด้านหนึ่งของชิ้นงาน อย่างไรก็ตาม เครื่องไสไม้เครื่องนี้ไม่มีอุปกรณ์ป้อนเครื่องมือและอยู่ในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนจาก "เครื่องมือ" เป็น "เครื่องจักร" ในปี 1839 ชายชาวอังกฤษชื่อ Bodmer ได้ออกแบบเครื่องไสไม้พร้อมอุปกรณ์ป้อนมีดในที่สุด

2. เครื่องไสไม้สำหรับกลึงเครื่องบินขนาดเล็ก

ชาวอังกฤษอีกคนหนึ่งชื่อเนสมิธได้ประดิษฐ์และผลิตเครื่องไสไม้สำหรับแปรรูปไม้ขนาดเล็กภายในเวลา 40 ปี ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2374 เครื่องนี้สามารถยึดวัตถุที่แปรรูปไว้บนแท่นเครื่องได้ และเครื่องมือจะเคลื่อนที่ไปมาได้ นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา เนื่องมาจากการพัฒนาเครื่องมือและการเกิดขึ้นของมอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องไสไม้จึงได้รับการพัฒนาไปในทิศทางของการตัดด้วยความเร็วสูงและความแม่นยำสูงในด้านหนึ่ง และในทิศทางของการผลิตขนาดใหญ่ในอีกด้าน

เครื่องเจียร

การเจียรเป็นเทคโนโลยีโบราณที่มนุษย์รู้จักมาตั้งแต่สมัยโบราณ ในยุคหินเก่า เทคโนโลยีนี้ถูกนำมาใช้ในการเจียรเครื่องมือหิน ต่อมาเทคโนโลยีการเจียรได้รับการส่งเสริมด้วยการใช้เครื่องมือโลหะ อย่างไรก็ตาม การออกแบบเครื่องบดอย่างแท้จริงยังคงเป็นสิ่งที่ทันสมัย ​​แม้กระทั่งในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ผู้คนยังคงเจียรโดยการหมุนหินเจียรธรรมชาติและให้หินสัมผัสกับวัตถุที่ผ่านการแปรรูป

1. เครื่องบดเครื่องแรก (พ.ศ. 2407)

ในปี พ.ศ. 2407 สหรัฐอเมริกาได้ผลิตเครื่องเจียรเครื่องแรกของโลก ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ติดตั้งล้อเจียรบนที่จับเครื่องมือเลื่อนของเครื่องกลึง และทำให้สามารถส่งกำลังอัตโนมัติได้ สิบสองปีต่อมา บราวน์ในสหรัฐอเมริกาได้ประดิษฐ์เครื่องเจียรอเนกประสงค์ที่ใกล้เคียงกับเครื่องเจียรสมัยใหม่

2. หินเจียรเทียม - กำเนิดของล้อเจียร (1892)

ความต้องการหินเจียรเทียมก็เกิดขึ้นเช่นกัน จะพัฒนาหินเจียรที่ทนทานต่อการสึกหรอมากกว่าหินเจียรธรรมชาติได้อย่างไร ในปี พ.ศ. 2435 บริษัท Acheson ของอเมริกาประสบความสำเร็จในการทดลองผลิตซิลิกอนคาร์ไบด์ที่ทำจากโค้กและทราย ซึ่งเป็นหินเจียรเทียมที่เรียกว่า C abrasive สองปีต่อมา บริษัท Acheson ก็ได้ทดลองผลิต A abrasive ที่มีอะลูมิเนียมออกไซด์เป็นส่วนประกอบหลักสำเร็จ ทำให้เครื่องเจียรได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น

ต่อมาเนื่องจากการปรับปรุงเพิ่มเติมในส่วนของตลับลูกปืนและรางนำทาง ความแม่นยำของเครื่องเจียรจึงเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ และพัฒนาไปในทิศทางของความเฉพาะทาง โดยมีเครื่องเจียรภายใน เครื่องเจียรพื้นผิว เครื่องเจียรลูกกลิ้ง เครื่องเจียรเฟือง และเครื่องเจียรอเนกประสงค์ปรากฏขึ้น

เครื่องเจาะ

1. เครื่องเจาะโบราณ - เทคโนโลยีการเจาะแบบ "Bow Windlass" มีประวัติศาสตร์ยาวนาน

นักโบราณคดีได้ค้นพบว่ามนุษย์ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์เจาะรูขึ้นเมื่อ 4,000 ปีก่อนคริสตกาล คนโบราณได้วางคานไว้บนเสาสองต้น จากนั้นจึงแขวนกรวยหมุนไว้บนคาน จากนั้นจึงใช้สายธนูเพื่อขับเคลื่อนกรวยให้หมุน เพื่อให้สามารถเจาะรูในไม้และหินได้ ในไม่ช้า มนุษย์ก็ได้ออกแบบเครื่องมือเจาะที่เรียกว่า "กว้าน" ซึ่งใช้สายธนูแบบยืดหยุ่นเพื่อทำให้กรวยหมุนด้วย

2. เครื่องเจาะเครื่องแรก (Whitworth, 1862)

ประมาณปีพ.ศ. 2393 บริษัท Martinoni ชาวเยอรมันได้คิดค้นสว่านบิดสำหรับเจาะโลหะเป็นเครื่องแรก และในงาน International Exposition ที่จัดขึ้นในกรุงลอนดอน ประเทศอังกฤษในปีพ.ศ. 2405 บริษัท Whitworth ของอังกฤษได้นำเครื่องเจาะตู้เหล็กหล่อขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้ามาจัดแสดง ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นต้นแบบของเครื่องเจาะสมัยใหม่

ต่อมามีเครื่องเจาะหลายชนิดปรากฏขึ้นมาเรื่อยๆ รวมถึงเครื่องเจาะแนวรัศมีด้วย เครื่องเจาะ ด้วยกลไกการป้อนอัตโนมัติ เครื่องเจาะหลายแกนที่สามารถเจาะรูได้หลายรูในเวลาเดียวกัน เป็นต้น เนื่องมาจากการปรับปรุงวัสดุเครื่องมือและดอกสว่าน และการใช้มอเตอร์ไฟฟ้า จึงสามารถผลิตเครื่องเจาะประสิทธิภาพสูงขนาดใหญ่ได้ในที่สุด