Ein Blick in die Geschichte der Fräsmaschinen

In der metallverarbeitenden Industrie sind Fräsmaschinen unglaublich anpassungsfähige Werkzeuge. Vom Schneiden verschiedener Formen, Bohren von Löchern und Rillen in Eisen- und Nichteisenmetallen wurden Fräsmaschinen entwickelt, um immer wieder ein konsistentes, einheitliches Produkt zu erstellen.

Was ist eine Fräsmaschine?

Heutige Fräsen bieten die Möglichkeit zum Gewindeschneiden, Falzen, Fräsen und Bohren unter manueller oder digitaler Steuerung, aber die frühen Fräsmaschinen waren weitaus einfacher.

Eine Standard-Fräsmaschine besteht aus einem Tisch, einem Fräsdorn, mehreren horizontalen und vertikalen Zugstangen, einem Drehteller, einer drehbaren Basis und der Hauptspindel. Die drehbare Basis unterscheidet eine Fräsmaschine von einer Drehmaschine.

Wann wurde die erste Fräsmaschine erfunden?

Der Erfinder der ersten Mühle ist unbekannt, aber die Entwicklung der Mühlen wurde dokumentiert. Samuel Rehe schuf eine frühe Maschine, hinterließ jedoch nur wenige Informationen über die Details der Maschine. Ein Jahrzehnt später modifizierte Eli Terry das Design und verwendete Mühlen, um austauschbare Uhrenteile herzustellen. Die Entwicklung der Fräsmaschinen verlief langsam und stetig. Jeder Schritt in der Entwicklung der Maschine erleichterte die Herstellung identischer Produkte.

Im Jahr 1818 schuf Eli Whitney, auch bekannt als Erfinder des Cotton Gins, die sogenannte erste Mühle. Seine Fräsmaschine war jedoch lediglich eine aktualisierte und verbesserte Version der von Rehe und Terry erfundenen Maschine. Whitney war nicht der einzige, der einen Bedarf in der Fertigungsindustrie sah und sich bemühte, diesen zu füllen. Die Erfinder John Hall, Robert Johnson und Simeon North entwarfen alle eine Maschine, die durchweg identische Gegenstände herstellte.

Warum also wird Eli Whitney die Erfindung der Fräsmaschine zugeschrieben? Weil Eli Whitney in New Haven, Connecticut, eine erfolgreiche Fräsmaschine geschaffen hat, die austauschbare Gewehrteile herstellte. Seine Erfindung veränderte die Branche.

Vor Whitney wurden alle Schusswaffen von hochqualifizierten Maschinisten handgefertigt. Der Vorgang nahm nicht nur viel Zeit in Anspruch, sondern bedeutete auch, dass der Austausch von Waffenteilen unmöglich war. Whitneys Erfindung brachte die Massenproduktion von Waffen in den USA in Gang.

Angesichts eines hohen Auftragsvolumens der US-Regierung gründete Whitney in New Haven eine futuristische Werkzeugmaschinenfabrik, die identische Teile für Waffen herstellte. Er fertigte individuelle Schablonen zum Nachbau der Waffenteile an. Ein Arbeiter würde die Schablone nehmen und das Metall danach auf der Fräsmaschine schneiden.

Oft gab es eine hohe Fehlerquote. Dies veranlasste Whitney, eine neue Version der Mühle zu erfinden, die mechanische Fähigkeiten in der Waffenherstellung ersetzen würde. Diese neue Version war relativ genauer.

Whitney entwickelte im Laufe der Jahre mehrere Modelle der Fräsmaschine. Aber Mühlen mit CNC-Technologie gab es erst 1952, mit freundlicher Genehmigung von Richard Kegg.

Ein nützliches industrielles Bearbeitungswerkzeug werden

Die frühen Fräsmaschinen hatten noch einen großen Fehler:Ein Maschinist musste ein Werkstück auf die Bank spannen und dann die Schablone darauf befestigen. Ein Schneidwerkzeug, normalerweise ein Meißel, wurde verwendet, um das überschüssige Metall zu schneiden. Beim Feilen komplizierter Formen von Hand lagen die Maße oft daneben. Es verlangsamte den Herstellungsprozess. Dieser Rückschlag führte schließlich dazu, dass Whitney eine fortschrittlichere Fräsmaschine erfand.

Er entwarf ein eisernes Rad mit gebogenen Zähnen, die von seinem Umfang hervorstehen. Die Zähne wurden zu einer rasiermesserscharfen Schneide geschliffen und dann schlagfest gehärtet.

Sobald sich das Rad bewegte, kamen die Zähne mit der Metallplatte in Kontakt. Nur fungierte diesmal jeder Zahn als individueller Meißel, und jeder Schlag war gleich. Eine volle Drehung des Rades sorgt für eine konstante Schnittgeschwindigkeit. Als er das Rad am Rand einer Schablone fuhr, schnitt es die Metallplatte sauber zurecht.

Umbau der Fräsmaschine

Die Technik der Whitney’s-Mühle erscheint unkompliziert. Aber Eli Whitney brauchte ungefähr acht Jahre, um den Waffenbefehl zu erfüllen. Probleme mit den Maschinen, Detailarbeiten und mehr führten dazu, dass der Prozess länger dauerte als geplant, und die meisten Waffen wurden in den letzten zwei Jahren fertiggestellt.

Jahre später präsentierte der Erfinder Joseph R. Brown seine modifizierte Fräsmaschine auf der Pariser Ausstellung von 1867. Es hatte Spiralnuten für einen bestimmten Typ von Spiralbohrern, und später wurde eine geformte Schneide hinzugefügt. Die Fräsmaschine entwickelte sich weiter.

In den frühen 1800er Jahren war die Drehmaschine wegen ihrer Einfachheit, ihres leistungsstarken Quervorschubs und ihres gut definierten Getriebes beliebter. Dank Browns bedeutender Ergänzung konnte die Fräsmaschine um 1864 mit Drehbänken konkurrieren.

Die erste Maschine, die numerisch betrieben wird

Ab 1940 gab es mehrere Versuche, die Fräsmaschine zu automatisieren. Die manuelle Bedienung erforderte keine mechanischen Fähigkeiten, aber das Ziel war es, den gesamten Prozess im Einklang mit moderner Technologie zu automatisieren.

Es gab mehrere andere Gründe, sich für CNC-Fräsmaschinen (Computer Numerical Control) zu entscheiden; Der erste ist die Unregelmäßigkeit bei Daten, Output und den Produkten selbst.

Sobald die numerische Programmierung auf einer Fräsmaschine installiert war, systematisierte sie ihre Abläufe und machte sie schneller, präziser und effizienter als die manuelle Bearbeitung.

Die Entwicklung moderner Mühlen

CNC-Fräsen haben einen modernen Ansatz zur Bearbeitung von Rohmaterialien, aber die Kernfunktionen sind die gleichen. Die benutzerdefinierten Teile werden oft mit Hilfe einer Computer Aided Design (CAD)-Software erstellt.

Es ermöglicht Fräsmaschinen, verschiedene Teile aus einer Vielzahl von Metallen und Kunststoffen in Massenproduktion herzustellen. Zu den heutigen Mühlen gehören:

• Horizontalfräsmaschine
• Vertikalfräsmaschine
• CNC-Bettfräsmaschine
• Bettfräsmaschine
• Bohrwerke

Die heutigen Fräsmaschinen haben auch ein zylindrisches Schneidwerkzeug, das sich über mehrere Achsen drehen und komplizierte Details in Ihren mechanischen Teilen erzeugen kann; ein Detail, von dem die frühen Maschinen nur träumen konnten.

Schlussworte

Fräsmaschinen wurden vor über zweihundert Jahren erfunden. Aus der Geschichte der Fräsmaschinen können Sie ersehen, dass Mühlen von Uhrmachern, Professoren, privaten Waffenherstellern und anderen entwickelt wurden. Die heutigen Mühlen werden von vielen in der gleichen Branche verwendet, wodurch Fräsmaschinen eine Verbindung zur Vergangenheit und eine Chance für zukünftige Fortschritte darstellen.