Текст книги "Путешествие к истокам машиностроения"

В мастерской Жака Бессона

Итак, мы оказались в 1569 году в мастерской знаменитого изобретателя обрабатывающих станков. Довольно просторное и светлое помещение заставлено различными моделями и оборудованием для обработки материалов. Здесь же были печатные приспособления. В углу комнаты примостился письменный стол, заваленный большими листами бумаги, а рядом стоял мольберт для рисования. А вот в самом центре красовался необычный станок, за которым работал скромно одетый, довольно пожилой мастер. Его бледное лицо было обрамлено небольшой седой бородой и усами. Время от времени мастер правой рукой тянул вниз шнур, перекинутый через блок наверху станины. Вдруг его взгляд остановился на странных существах, неожиданно появившихся в мастерской.

Жак Бессон не только изобрел, но и детально проработал конструкции новых обрабатывающих станков

Сказав друзьям, что перед ними знаменитый Жак Бессон, Магик обратился к Бессону и объяснил, кто они и зачем появились здесь. Знаменитый изобретатель сделал приглашающий жест, означавший, что их беседа уже началась:

– Мое любимое детище сейчас перед вами – это токарно-винторезный станок (рис. 74). Посмотрите, здесь резец прикреплен к ползуну, который может перемещаться как горизонтально, так и вертикально. Причем горизонтально он перемещается с помощью ходового винта. Вращение заготовки и перемещение ползуна кинематически связаны, поэтому на заготовке резец оставляет след в виде винтовой линии – канавки. С помощью подвешенного груза обеспечивается давление резца на заготовку.

Рис. 74. Токарно-винторезный станок, изобретенный Жаком Бессоном в 1560 г.

– Выходит, что на данном станке установлен суппорт (устройство для крепления инструмента на станке) с возможностью перемещения резца в плоскости по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Будущим изобретателям остается добавить еще поворот резцедержателя. Многие наши исследователи спорят относительно авторства первого крестового суппорта, а здесь вопрос совершенно ясен – изобретатель двухкоординатного (крестового) суппорта Жак Бессон, – заметил Магик.

Великий мастер был доволен, что о нем помнят спустя четыре с половиной века. Он подошел к другому станку того же размера, только с лучковым приводом (с ним наши друзья ознакомились в самом начале путешествия), и сказал:

– Взгляните на этот замечательный станок (рис. 75), я очень люблю на нем работать. Это копировальный станок, он позволяет вытачивать различные узорчатые изделия.

Рис. 75. Токарно-копировальный станок Жака Бессона для вытачивания фасонных предметов (1560 г.)

Дима решил уточнить:

– Выходит, что копировальный станок вы изобрели?

Бессон укоризненно посмотрел на Диму:

– В отличие от вашего глубокомыслящего коллеги, вы, молодой человек, пока не понимаете, что любое изобретение не создается на пустом месте и в отрыве от многих предшествующих решений. Не могу назвать автора, но знаю точно, что до меня уже был известен копировальный станок, я внес в конструкцию станка только некоторые изменения, которые существенно расширили его возможности. Раньше доска с фигурным пазом (ее называют копиром) была неподвижно прикреплена к станине. Мастер вставлял поводок резца в паз и перемещал его вдоль паза, а в это время резец копировал профиль паза на вращающейся заготовке. Получались красивые фигурные ножки для стола или стула, стойки для лестничных перил и другие изделия. Я сделал копир подвижным. При вращении заготовки вот эти два наклонных диска то поднимают его, то опускают. Соответственно поводок резца движется иначе, а на заготовке резец образует форму, получаемую в результате суммирования двух движений.

Магик решил поправить изобретателя:

– Позвольте, а мастерство токаря разве никак не влияет на сумму движений?

Бессон понял, что перед ним действительно умнейшее существо, и сказал:

– Вы правы, многое зависит от того, как ориентируется резец в пространстве руками человека, с какой силой он нажимает на резец и какую снимает стружку. При вертикальном движении копира резец может смещаться вдоль оси благодаря клиновому взаимодействию с пазом, а на заготовке получатся наклонные прорези.

Магик подвел итог:

– Выходит, что форма получаемой заготовки зависит в большей мере от искусства токаря, чем от копира, задающего траекторию. Хотите, я расскажу о дальнейшем пути вашего изобретения? – И не дожидаясь ответа, он спроецировал на стенку изображение небольшого станка XVII века, отдельных его частей и получаемые изделия (рис. 76).

Рис. 76. Станок для фасонной обработки и образцы изделий (1792 г.

Бессон обратил внимание, что на станке нет копира, хотя изделия имеют наклонные эллиптические прорези. Магик кивнул в знак согласия и указал на наклонный диск, установленный на станке и нарисованный отдельно.

– Здесь диск выполняет несколько иную роль, чем в вашем станке, он задает заготовке возвратно-поступательное осевое движение. По сути – это торцовый кулачок, взаимодействующий с осевым толкателем. В данном случае если держать резец неподвижно, то на изделии получится наклонный эллиптический след. Остается установить копир, и можно более точно суммировать движения, – после этих слов изображение на стене исчезло, зато появилось другое, совсем не похожее на станок (рис. 77). Магик продолжал: – Здесь представлен механизм, позволяющий точно суммировать движения, задаваемые двумя толкателями с помощью кулачков криволинейного профиля. Посмотрите, получаемая в итоге траектория совсем не похожа на профили кулачков.

Он взглянул на Бессона, как бы приглашая его высказаться по этому поводу. Как и подобает великому изобретателю, Бессон по достоинству оценил данное техническое решение:

– Да здесь же получился профиль вазы! Если поместить заготовку на этот ползун и вращать ее, то можно легко получить изделие, соответствующее данному профилю! – восторженно заявил профессор Бессон.

Рис. 77. Кулачковый копировально-суммирующий механизм (из книги X. М. Ланца и A.A. Бетанкура «Курс построения машин». С.-Петербург, 1808 г.)

Он даже бросился к листу бумаги и хотел что-то зарисовать, но тут же сообразил, что не может опередить время, и очень обрадовался, когда Магик предложил перейти к другим его изобретениям.

– Например, я могу рассказать о станке для шлифования камней, – предложил изобретатель.

– По-моему, с ним мы уже ознакомились, в нем еще имеются нюрнбергские ножницы, – не очень уверенно высказался Дима и взглянул вопросительно на Магика.

И тот, подтвердив, уточнил, что кроме шлифовального станка они уже видели кран с наклоняющейся стрелой.

– Попрошу вас рассказать о лесопильных станках и как с их помощью бревно разрезать на доски, а ваш кулачковый молот я покажу своим коллегам при встрече с великим изобретателем молотов и станков XIX века Джеймсом Несмитом.

Бессон с большой охотой начал свой рассказ:

– Чтобы показать нашему молодому коллеге, как рождаются изобретения, я начну с рисунка Виллара де Гонекура, выполненного более трех веков назад (рис. 78). Здесь отчетливо видно, как водяное колесо вращает диск с шипами, сообщающий поступательное движение бревну. На общем валу установлены поводки, которые могут тянуть пильную ленту с зубьями вниз. Возвратное движение ленте сообщает упругий изогнутый деревянный стержень. Таким образом, поводки давят на коромысло и сообщают движение пиле вниз, возвратное движение вверх осуществляется благодаря распрямлению упругого стержня.

Рис. 78. Механизмы привода ленточной пилы и подачи бревна (по рисунку Виллара де Гонекура, 1235 г.)

Рис. 79. Лесопильная установка Жака Бессона с ручным качательным приводом (1560 г.)

При разработке станка было бы проще скопировать данное решение, но мне нужен был станок с ручным приводом, поводковый механизм мне не нравится: вряд ли с его помощью можно сообщать большой ход пильной ленте. Вот я и решил, оставив принципиальную схему, заменить отдельные механизмы, а что из этого получилось, смотрите сами, – при этом Бессон показал гравюру, на которой человек-гигант руками раскачивал большой маятник, а ногой пытался повернуть колесо с торчащими штырями (рис. 79).

– Все понятно – маятник сообщает движение ленте, а с помощью колеса передвигается бревно! – Воскликнул Дима. – Здесь я снова вижу нюрнбергские ножницы и винтовую передачу. Зачем же такие сложности?

Бессон понял, что недооценивал сообразительность своего главного слушателя, и пояснил:

– Маятник нужен, чтобы было легче пилить. Сначала его раскачивают как следует, без нагрузки, а затем бревно подводят к пилам. Накопленная энергия маятника способна преодолеть значительное сопротивление резанию. Другое дело, что раскачивание маятника вхолостую приходится повторять не раз, прежде чем удастся распилить бревно и изготовить из него доски. Передаточные механизмы, как и в станке для шлифования камней, здесь нужны для того, чтобы увеличить ход и скорость движения пилы. А вот для малой пилорамы я избрал другую схему (рис. 80), – Бессон показал другой рисунок, и Дима, который уже немножко научился у дедушки понимать простые чертежи и схемы, стал делать выводы:

– Для сообщения возвратно-поступательного движения ленте здесь применен кривошипно-коромысловый механизм; рукоятку здесь можно вращать лишь в одну сторону; для накопления энергии и равномерности хода служит маховик. А бревно можно перемещать с помощью цепи, наматываемой на барабан (рис. 81).

Рис. 80. Лесопильная установка Жака Бессона с ручным вращательным приводом (1560 г.)

Рис. 81. Лесопильная установка с приводом от водяного колеса (по рисунку Якоба де Страда, 1580 г.)

Бессон удивленно посмотрел на Диму и подумал, что если бы в его время юноши были настолько сообразительными, можно было бы достичь бóльших успехов. В это время Магик показал еще один рисунок и пояснил:

– В вашем веке, уважаемый профессор, были и другие изобретатели, которые решали подобные проблемы. Здесь, например, показана пилорама, приводимая в движение с помощью водяного колеса, а для движения тележки с бревном использован храповой механизм – его мы видели еще у Леонардо да Винчи. Принципиальная схема лесопильного станка практически не изменилась до наших дней, а вот в способах обработки металлов произошли кардинальные перемены. Сейчас я покажу вам устройство станка с пильной лентой для распиливания металлической заготовки (рис. 82). Такие станки получили распространение в конце XX века.

– Неужели научились и металл пилить? – удивился Бессон.

Магик окончательно рассеял его сомнения:

– Чтобы пилить металл, зубья должны быть прочными и твердыми, сама лента – упругой и тонкой, чтобы ее можно было изгибать. Причем чем тоньше лента, тем меньше расходуется энергии на резание и меньше металла идет в отход (перерабатывается в стружку). Обычно для зубьев ленты применяют специальную закалку, в процессе которой поверхностный слой еще и насыщают твердыми веществами.

Рис. 82. Современный ленточнопильный станок непрерывного действия для стальных заготовок диаметром до 100 мм

– Ты сказал, что ленту нужно изгибать, зачем это? Ведь в станках нашего уважаемого хозяина ленты всегда натянуты и прямые. – Дима цеплялся к каждому слову Магика, но у того всегда был готов ответ:

– В технике существует тенденция замены реверсивного движения, при котором направление периодически изменяется на противоположное, на непрерывное. В этом случае не надо разгонять инструмент, затем снова его тормозить. Если ленту сделать замкнутой, то можно будет непрерывно тянуть ее, например, с помощью фрикционной передачи, как показано на рисунке, без изменения направления вращения.

Специально для Бессона Магик пояснил, что лента приводится в движение не вручную и не с помощью водяного колеса, а электрическим двигателем, который будет изобретен спустя триста лет.

Поскольку речь шла о современных станках, Магик решил показать еще два станка с дисковыми пилами, получившими распространение уже в конце XIX века.

– Это станки-пилы (рис. 83, 84) для непрерывного распиливания металлических заготовок, хотя аналогичные пилы применяют и для дерева. Дисковую пилу можно представить как набор одинаковых резцов, движущихся по окружности. Зубья пилы могут быть вырезаны непосредственно на диске или изготовлены из особого твердого материала и закреплены по кромке диска (рис. 85). Кстати, дисковой пилой можно распиливать заготовку быстрее, чем ленточной пилой, но расход энергии здесь выше и отходов больше.

Рис. 83. Дисковая пила для обрезки рельса в горячем состоянии на выходе из прокатного стана (2-я пол. XIX в.)

Рис. 84. Первый отрезной станок Густава Вагнера (1894 г.

Рис. 85. Современная конструкция пильного диска

Когда беседа закончилась, друзья, поблагодарив хозяина, отправились в путь. Дима, оглянувшись, заметил, что Жак Бессон направился к письменному столу.

– Он торопится завершить книгу, где обобщены труды его жизни, – пояснил Магик. – К сожалению, лишь через 9 лет после его смерти, в 1578 году, ее опубликует издатель по имени Франсуа Бероальд, которому было всего 20 лет. А вот для российского изобретателя такого издателя не нашлось. Итак, мы перенесемся в Россию. Приготовьтесь, Дима и Робик, уже идет XVIII век.

А. К. Нартов – русский ученый, механик и скульптор

Навстречу шел высокий, довольно нескладный человек. У него были узкие плечи, широкие бедра и длинные ноги. При таком росте голова казалась небольшой, одутловатые щеки, вытаращенные глаза и маленькие усы усиливали впечатление необычности внешнего вида. Зато осанка, гордо поднятая голова, уверенная походка, крупные руки свидетельствовали о силе и властолюбии. Так держаться могут только короли.

А. К. Нартов не только изобретатель, но и первый дизайнер обрабатывающих станков и инструмента

– Да это же Петр Великий! Он-то нам и нужен, – воскликнул Магик.

– Это что еще за гномы такие! Наверняка мне их прислали для Кунсткамеры, где хранятся в стеклянных колбах заспиртованные уроды и чудища, – Петр увидел наших героев, глаза его еще более стали выпуклыми, а торчащие усы задергались.

Дима испугался перспективе быть заспиртованным и выставленным голым на всеобщее обозрение и отступил немного назад. Робик сохранял спокойствие – ему было непонятно, зачем нужно их заспиртовывать, ведь они не собирались портиться. Магик уверенно вышел вперед:

– Мы не гномы или уроды какие-нибудь, мы посланцы из будущего, поэтому у нас такой непривычный вид, а вообще-то мы скромные путешественники, и нас интересуют только машины, созданные во время вашего правления.

Петр покрутил головой, соображая, что с ними делать, затем отдал приказ:

– Проводите их к Андрею Константиновичу Нартову пусть он покажет им свои замечательные станки. (Один из станков изображен на рисунке 86.) Да, кстати, он изготовил 12 замечательных станков для вытачивания искусных украшений и вырезания всяких замысловатых штуковин, но он еще молод, и у него все впереди. Он умеет работать и с удовольствием учит других, в том числе и меня, причем он уже успел поучиться в Германии, Франции и Англии. А короля Фридриха Нартов обучил токарному делу, и тот до сих пор с увлечением работает на подаренном мною станке, да я и сам не прочь поразвлечься и, как только государственные дела позволяют, становлюсь к станку. Впрочем, подробности Нартов расскажет сам. Да, и еще, раз уж вы из будущего, передайте всем, что Нартов – великолепный изобретатель, благодаря его усовершенствованным пушкам я выигрываю битвы с врагами. Высоко оценивая его заслуги, я подготовил проект создания Академии разных художеств, а руководить ею поручу Нартову. Пусть и другие талантливые дети, так же как и он, преуспеют в живописи, токарном и литейном делах и других ремеслах!

Рис. 86. Художественно-конструкторское решение обрабатывающего станка А. К. Нартова

Какой-то царедворец, предложив следовать за ним, проводил наших друзей к Нартову. Дима думал, что они застанут мастера стоящим за станком, но увидел его сидящим за столом и что-то сосредоточенно писавшим. Магик довольно громко поприветствовал Нартова и объяснил цель их появления, но тот, извинившись, сказал, что очень занят:

– По распоряжению его императорского величества я должен в кратчайший срок доработать устав Академии разных художеств. Петр Алексеевич, прочитав предложенный мной вариант, дал свое представление об Академии, и теперь я стараюсь учесть все его замечания. Знаете что, давайте встретимся лет через двадцать – тридцать. У меня так много задумок, и тогда я смогу познакомить вас с уже осуществленными проектами.

После этих слов Нартов углубился в свое занятие. Однако Магика это ничуть не смутило:

– Не огорчайся, Дима, я и рассчитывал встретиться с Нартовым в конце его жизни, просто мне захотелось познакомить тебя с Петром Великим. Для нас каких-нибудь 30 лет пролетят мгновенно, а для Нартова эта часть жизни будет самой плодотворной. Правда, после смерти Петра задуманная им Академия разных художеств так и не была создана, а сам мастер подвергался нападкам и притеснениям со стороны руководства Императорской Академии наук. Вот уже и заканчивается 1855 год, и сейчас мы окажемся в доме Нартова.

Наши друзья вошли в довольно просторный двухэтажный дом и поднялись на второй этаж. Их обогнал истопник с охапкой поленьев. Было раннее утро, и, видимо, в это время как раз топили печи. Когда они вошли в кабинет хозяина, то увидели его опять за письменным столом. Всюду – на столе и на полу – были разложены листы бумаги с рисунками и написанным каллиграфическим почерком текстом. Андрей Константинович был уже немолод. Несмотря на это, он окинул вошедших героев внимательным взглядом, возможно вспомнив их встречу. Он ничуть не удивился и довольно бодро отреагировал на приветствие друзей:

– Хорошо, что вы меня застали в живых, я как раз подвожу итоги своей работы и заканчиваю книгу «Ясное зрелище машин». А вот и титульный лист (рис. 87), он как раз в двух экземплярах. Один из них я вам подарю, можно будет взять и несколько рисунков. Другой экземпляр книги я собираюсь подарить ее императорскому величеству Елизавете Петровне. Думаю, что потом книга будет размножена и вы сможете более подробно с ней познакомиться.

Рис. 87. Титульный лист рукописи книги А. К. Нартова

Магик шепнул Диме, что эта замечательная книга за 250 прошедших лет так и не была опубликована, и ее единственный экземпляр хранится в публичной библиотеке им. M. E. Салтыкова-Щедрина в Санкт-Петербурге. Магик поблагодарил хозяина за радушный прием и попросил познакомить их с главными изобретениями в его жизни. Глаза Нартова засветились какой-то особой внутренней энергией:

– Главное, ради чего стоило жить, – это мой станок для обтачивания цапфы (цилиндрического выступа) орудийных стволов (рис. 88).

Дима не понял, о чем идет речь:

– Вы имеете в виду сверление и растачивание дульных отверстий?

– Это делали успешно и раньше. А цапфа необходима для шарнирного соединения ствола с лафетом (станина, на которой закрепляется орудие) и до недавнего времени обтачивалась вручную по шаблону напильником.

Дима опять перебил:

– А для чего шарнирно присоединять ствол к лафету? Его же можно просто прикрепить, и не нужно обрабатывать какие-то цапфы.

Нартов с большим знанием артиллерийского дела стал объяснять:

– Чтобы точно попасть в цель, ствол нужно поворачивать относительно лафета в вертикальной плоскости, направляя его под тем или иным углом к горизонту. Если цапфа выполнена неточно, то расположить ствол под нужным углом наклона сложно, что дурно влияет на меткость стрельбы. Вот мы и создали станок с вращающейся резцовой обточной головкой, к которой подводится ствол с отлитыми на нем выступами – будущими цапфами.

Рис. 88. Станок А. К. Нартова для обтачивания опорных цапф орудийных стволов (1-я пол. XVIII в.)

– Хорошо бы обрабатывать цапфы с одного установа (без перестановки заготовки), – заметил Магик, – тогда точность обработки была бы еще выше, но для этого потребовалась бы иная схема станка. Кстати, ее придумают и осуществят в 1824 году здесь же, в Петербургском арсенале – военном учреждении для хранения вооружения, производства работ по сборке и ремонту. В том станке две кинематически соединенные резцовые головки подводятся к цапфам ствола с противоположных сторон.

Нартов не расслышал или не понял замечание Магика и подытожил:

– Благодаря этому станку наши пушки по меткости стрельбы превосходят любые неприятельские пушки!

– И будут превосходить их еще лет сто, – подтвердил Магик.

Нартов отложил в сторону эскиз станка, о котором шла речь, взял в руки изрядно потрепанную книгу, лежавшую на столе, и сказал:

– Раз уж вы интересуетесь историей техники, я хочу вам показать очень интересную книгу, из которой я почерпнул много идей при создании своих станков. Ее написал французский ученый Шарль Плюмье. Эта книга понравилась Петру Алексеевичу, когда он был в Голландии. В 1716 году государь велел перевести ее на русский язык, и благодаря этому я сумел познать таинства токарного искусства, которых господин Плюмье был великим знатоком.

После этой фразы Магик поучительно сказал Диме:

– Вот видишь, Дима, изобретения не рождаются на голом месте. Одного таланта здесь недостаточно, нужно еще и многому учиться и стремиться узнавать как можно подробнее о том, что сделано до тебя.

Нартов одобрительно кивнул и перешел к рассказу о своих станках:

– Тот станок, что вы только что видели, я не собираюсь включать в свою книгу, так как мне принадлежит только идея, а не воплощение ее в жизнь. Кроме того, я решил сосредоточиться только на художественном искусстве токарного дела. Этому и подчинен набор подготовленных иллюстраций. До всех остальных моих разработок (а их было немало, особенно в артиллерийском деле) вряд ли дойдут руки, да и сил, похоже, не хватит. Конечно, я не смогу вас познакомить со всей книгой, в ней ведь не меньше восьмидесяти больших листов рисунков. Остановлюсь только на отдельных примерах.

Нартов стал рыться в разбросанных на столе бумагах, но тут Магик пришел ему на помощь:

– Я хочу облегчить вашу задачу. У вас в книге содержатся только внешние виды и конструкции. В середине XX века российские ученые, изучавшие ваше наследие, изобразили принципиальные схемы, по которым легче понять главную суть устройства.

Используя свой проектор, Магик спроецировал на стену несколько таких схем. Великого мастера конечно же удивили столь необычные возможности техники будущего, но, видимо, ему было не до эмоций, и он тут же перешел к делу:

– Как показано здесь, в моих станках два основных звена – копир и заготовка – установлены на одном вращающемся валу, а копировальный палец (штифт) и резец соединены между собой механическими передачами (рис. 89, 90). Вот и получается, что движение копировального пальца по копиру воспроизводится резцом на заготовке.

Рис. 89. Схема передачи поперечного движения от цилиндра копира заготовке в токарно-копировальном станке А. К. Нартова

Рис. 90. Схема передачи продольного движения от копирующего суппорта резцовому суппорту в токарно-копировальном станке А. К. Нартова

Рис. 91. Схема станка для копирования рельефного рисунка на цилиндрической заготовке

– Так можно получить лишь рисунок без углублений и выступов, а вот на станке Жака Бессона резец входит в тело заготовки в большей или меньшей степени в зависимости от формы копира и прикладываемой к резцу силы, – вставил реплику Дима.

– Дело в том, что мои станки позволяют получить точную копию копира почти без участия токаря. Главное – наладить станок и привести в движение его звенья. Принцип получения рельефных рисунков показан на этой простейшей схеме (рис. 91): общий вращающийся вал копира и заготовки перемещается под действием копирующего толкателя. При вращении шпинделя копир скользит по копировальной линейке и заставляет качаться раму. В результате заготовка движется относительно резца, который образует на ней винтовые прорези.

Далее Нартов предложил ознакомиться с двумя копировальными станками (рис. 92, 93): на одном, используя плоский кулачок, можно получать объемную форму изделия с винтовыми прорезями, а на другом можно копировать медали – барельефы (выпуклое изображение, выступающее над плоскостью не более чем на половину своего объема).

Дима внимательно всматривался в рисунки, они стали понятными после того, как Магик с помощью проектора нанес поясняющие надписи.

Нартов – создатель токарно-копировального станка с универсальными возможностями (рис. 94)

Рис. 92. Копировальный станок (из рукописи книги А. К. Нартова «Театрумъ махинарумъ, то есть Ясное зрелище махинъ»,1755 г.)

Рис. 93. Станок А. К. Нартова для копирования барельефов (вид сверху)

Рис. 94. Токарно-копировальный станок А. К. Нартова с универсальными возможностями

Магик неожиданно спросил Нартова, знаком ли он с тем, какие станки делают в других странах, на что тот с грустью ответил:

– К сожалению, последнюю поездку за рубеж я предпринял по велению Петра Алексеевича, и больше у меня не было возможности изучать опыт иностранных мастеров.

– Вы ни в коей мере не отстали от своих зарубежных коллег, – успокоил его Магик и предложил посмотреть изображение станка (рис. 95). – Обратите внимание на набор плоских кулачков для поперечных смещений и торцовый кулачок для осевых смещений заготовки. Поперечное движение резца согласовано с вращением заготовки. На этом станке, последовательно копируя профили кулачков и суммируя все получаемые движения, можно вырезать на заготовке достаточно сложный узор и даже изготовить барельеф головы известного человека. Токарю нужно только настраивать станок для каждой операции, а сама операция осуществляется независимо от него.

Рис. 95. Токарно-копировальный станок (из «Энциклопедии» Дидро и Д'Аламбера 1751–1772 гг.)

Рис. 96. Станок с пильным инструментом, созданный А. К. Нартовым, предназначен для прорезания (строгания) профильных продольных канавок

– Да он же почти не отличается от станка, который я только что показывал, – удивился Нартов.

– Потомки с интересом изучают ваше творчество, а многие ваши станки хранятся не только в Эрмитаже, но и в других музеях мира, – заметил Магик и попросил продолжить беседу и представить другие конструкции.

Нартов задумался и показал еще один станок (рис. 96):

– Здесь я постарался механизировать некоторые операции.

Вместо слесаря, который орудует пилой или напильником, можно теперь прорезать паз внутри заготовки, вращая рукоятку пилы с помощью кривошипно-ползунного механизма. Дима, вспомнив предыдущую встречу, заметил:

– Такое техническое решение мы уже видели в пилораме Жака Бессона, с помощью которой можно распиливать большие бревна, а не выпиливать пазы в маленькой коробочке.

Магик не согласился с Димой:

– Нельзя судить о важности изобретения только по размерам обрабатываемых предметов. И хотя кривошипно-ползунный механизм применяется во многих устройствах, увязать его с другими частями новой машины, выбрать параметры и приладить вспомогательные элементы – это не простая задача. Тем более что этот станок – самый первый в мире протяжной станок, точнее, его прообраз.

Нартов одобрительно кивал головой: ему казалось, что этот маленький робот читает его мысли, а последние слова о протяжном станке особенно обрадовали изобретателя.

Дима удивился:

– Впервые слышу такое название. И что же такое он тянет или протягивает?

Рис. 97. Принципиальные схемы современных процессов протягивания

Магик спроецировал на экран схемы протягивания (рис. 97):

– Протягивание – один из самых производительных и точных методов обработки материалов. Протяжка имеет выступающие друг над другом лезвия, которые последовательно снимают тонкие стружки, хотя инструмент нашего уважаемого изобретателя имеет одинаковые, не выступающие друг над другом лезвия.

Дима проявил свою осведомленность:

– А как же быть со строгальным станком? Разве у него иной принцип действия?

– Пожалуй, ты прав – здесь тоже строгание, но в строгальных станках используют инструмент с одним лезвием, поэтому они не отличаются высокой производительностью. Кстати, строгальный станок уже существует, и первым его создал мастер паровых машин француз Никола Фок в 1751 году, – Магик снова порадовался тому, что у него такой проницательный друг, и, уже обращаясь к Нартову, сказал: – Еще попрошу вас показать моему другу винтовой пресс.

Рис. 98. Винтовой пресс (из рукописи А. К. Нартова «Театрумъ махинарумъ, то есть Ясное зрелище махинъ», 1755 г.)

– Хотя в конструкцию пресса (рис. 98) я не внес почти ничего нового, – скромно ответил Нартов, – интересен он тем, что создан по поручению императрицы Анны Иоанновны для чеканки монет и медалей в специально организованной мастерской. Дима, увидев винтовой пресс, удивился: рукоятки пресса были слишком длинными, с набалдашниками на концах.

– Чем длиннее рукоятка, тем легче вращать винт, а что касается грузов на концах, то их роль – накапливать энергию в процессе разгона, а вот когда верхняя часть штампа коснется заготовки, вся эта энергия будет затрачена на деформирование заготовки. У Жака Бессона для этой цели использован маятник, а в дальнейшем стали применять маховик, – добавил Магик.

Нартов был рад интересу, проявленному к его прессу, и заявил, что такими прессами оборудованы монетные дворы России и, более того, они есть даже на оружейных заводах, хотя там они выполняют более скромную роль по сравнению с тяжелыми молотами, применяемыми для ковки больших деталей. А еще он показал медаль, на которой рядом с императрицей красовался винтовой пресс (рис. 99).

Рис. 99. Медаль с изображением императрицы Анны Иоанновны рядом с вырубным прессом (выпущена в честь успехов монетного дела в 1731 г.)

– Для получения рельефного рисунка на таких медалях и монетах мы сначала изготовляли специальные детали штампа с гравировкой зеркального рисунка, затем закладывали в них листовую заготовку, а потом ее сдавливали с помощью пресса.

– Во что превратится нынешний пресс через пару веков, Дима уже знает по своему первому путешествию в царство машин. А вот во что превратятся слесарные ножницы, изображение которых имеется в вашей рукописи (рис. 100), я все же продемонстрирую. – Магик высветил на экране изображение гигантских ножниц для резки листового металла и стальных стержней (рис. 101). – Они отличаются только мощным приводом, так как сжать такие лезвия руками не удастся.

Рис. 100. Слесарные ножницы для резки листового металла (из рукописи А. К. Нартова «Театрумъ махинарумъ, то есть Ясное зрелище махинъ», 1755 г.)

Рис. 101. Стационарные ножницы с поворотным движением режущих кромок (1980-е гг.) для резки стальных стержней диаметром до 80 мм

– Так что же, ручных ножниц не будет? – удивился Нартов, но Магик его успокоил: