Ничего нет удивительного в том, что французские знатоки не хотели верить своим глазам. Нартов работал на превосходном станке с механическим резцедержателем, самоходным суппортом-автоматом, превратившим резец из ручного в механическое орудие.
Это был столь огромный шаг вперед, столь революционное решение, что понадобилось столетие для того, чтобы понять его, оценить и широко ввести в практику во всех странах мира.
Не случайно третье столетие сберегается этот станок в Париже среди шедевров мирового научно-технического гения.
Станок относится к 1717 году, когда Нартов, как упоминалось, создал три оригинальных токарных станка по своей «инвенции». До 1754 года он хранился в коллекции Пажо д’Онс-ан-Брей в замке Берси, а затем попал в Луврский дворец вместе со всей упомянутой коллекцией, переданной в дар Людовику XV. В 1807 году вместе со всей коллекцией станок Нартова был передан в Национальное хранилище искусств и ремесел, где находится и теперь.
По самому своему назначению станок Нартова опровергал то, что было общепризнано тогда во Франции. Автор уже упоминавшегося сочинения по токарной технике Плюмье, как было сказано, утверждал, что на токарных станках «нельзя выточить человеческого лица».
Нартов, работая на своем станке в Парижской Академии, на глазах ее президента вытачивал любые самые сложные изображения. Биньон сообщил Петру I, что русский механик выточил и оставил Академии три медали с портретами, «яко памятной знак, так его искусства, как благодарности его». Французские ученые так и определяют теперь станок Нартова как машину для вытачивания изображений человеческого лица (four а portrait).
Машина Нартова представляет собой токарно-копировальный медальерный станок для вытачивания рельефного изображения на торцовой плоской поверхности вращающихся круглых дисков. Кроме того, как отметил современный французский исследователь, станок после переналадки может быть использован и для обработки боковых цилиндрических поверхностей. Следовательно, станок Нартова, хранящийся ныне в Париже, заслуживает названия универсального токарно-копировального станка.
Универсальный токарно-копировальный станок, изобретенный А. К. Нартовым в 1717 году, и его кинематическая схема:
1 — приводная рукоятка; 2 — зубчатая передача; 3— вал; 4 и 5 — шкивы; 6 — копир; 7 — шпиндель; 8 — заготовка; 9 — качающиеся опоры; 10 — пружина; 11 — червяк; 12 — зубчатое колесо; 13 — вал; 14 и 15 — червячные передачи; 16 — продольный вал; 17 и 18 — блоки; 19 и 20 — цепочки; 21 — копирный палец-щуп; 22 — копирный суппорт для торцовой работы; 23 — резец; 24 — резцовый суппорт для торцовой обработки; 25 и 26 — червячные передачи; 27 и 28 — блоки; 29 — второй копирный суппорт (для боковых поверхностей); 30 — второй резцовый суппорт (для обработки боковых поверхностей); 31 — пружина; 32 и 33 — головки вспомогательных валов для привода.
Принципы действия этого станка те же, что и у других, которые строил Нартов. Для вытачивания на торцовых поверхностях заготовок предварительно изготовлялся копир-диск с увеличенным, обратным (негативным, не рельефным, а вдавленным) изображением копируемого рисунка.
Станок приводится в действие при помощи рукоятки 1. Зубчатая передача 2 вызывает вращение вала 3. Он используется для двух операций.
Во-первых, шкив 4 при помощи ременной передачи и шкива 5, соединенного с копиром 6, обеспечивает движение шпинделя 7. На противоположных концах последнего установлены и вращаются упомянутый копир 6 и заготовка 8. Шпиндель установлен на качающихся опорах 9. Пружина 10 прижимает шпиндель и копир к пальцу-щупу копирного суппорта 22.
Во-вторых, на том же валу 3 установлен червяк 11, вращающий зубчатое колесо 12, посаженное на вал 13. Затем червячные передачи 14 и 15 вращают главный продольный вал 16, установленный на столе станка. На концах этого продольного зала установлены два блока 17 и 18 с навивающимися на них шарнирно-звенными цепочками 19 и 20. Одна из цепочек 19 тянет ползушку с копирным пальцем-щупом 21, идущую по направляющим копирного суппорта 22. Вторая цепочка 20, навиваясь на блок 17 продольного вала 16, тянет ползушку с резцом 23, идущую по направляющим резцового суппорта 24.
В станке осуществлялись одновременно две самостоятельные операции: 1) вращение шпинделя с копиром и заготовкой; 2) прямолинейное движение копирного пальца и резца в плоскости, совпадающей с торцовой поверхностью копира и заготовки.
Сочетание этих двух движений давало требуемую работу. Когда на копирный палец-щуп приходилась выпуклость изображения на копире, то конец шпинделя с заготовкой прижимался к резцу, и он делал соответствующее углубление (позитивный рисунок). При попадании копирного пальца в углубление шпиндель с заготовкой отходил от резца, что давало выпуклость на последней.
В начале работы копирный палец и резец устанавливались точно против центра шпинделя. Затем из-за сочетания вращения последнего и прямолинейного хода суппортов линия соприкосновения пальца и резца с копиром и заготовкой шла по спирали, охватывающей всю поверхность последних — от центра до периферии. Копирный палец последовательно, круг за кругом ощупывал всю поверхность копира, заставляя резец в точности воспроизводить весь рисунок на заготовке, получившийся, как указано, обратным (позитивным).
Помимо обработки торцовых поверхностей, на станке Нартова можно было осуществлять точение на боковых поверхностях,
Для этой цели главный продольный вал 16 через две червячные передачи 25 и 26 вращает блоки 27 и 28, на которые навиваются шарнирно-звенные цепочки. Одна из цепочек, навивающаяся на блок 27, тянет ползушку с копирным пальцем-щупом 29 второго копирного суппорта. Вторая цепочка, навивающаяся на блок 28, тянет ползушку с резцом 30 второго резцового суппорта. При точении на боковых поверхностях пружина 31 прижимает копир и заготовку к пальцу и резцу Последний режет заготовку в полном соответствии с рисунком копира. Для некоторых видов работ станок мог приводиться в действие рукоятками, насаживавшимися на квадратные головки вспомогательных валов 32 и 33.
После наладки станка необходимо было только вращать приводную ручку.
Благодаря самоходным суппортам станок Андрея Нартова стал автоматом. Резец был вырван из рук рабочего, превращен из ручного в механическое орудие, стал автоматическим рабочим орудием машины.
Это одно из величайших достижений человеческого гения, в нем заключается материальная основа, на которой развивалось в дальнейшем все машиностроение. Суппорт позволил производить машины при помощи машин.
«Это механическое приспособление, — говорил К. Маркс о суппорте, — заменяет не какое-либо особенное орудие, а самую человеческую руку, которая создает определенную форму, приближая, прилагая острие режущего инструмента к материалу труда или направляя его на материал труда, напр., на железо. Таким образом удалось производить геометрические формы отдельных частей машин «с такой степенью легкости, точности и быстроты, которой никакая опытность не могла бы доставить руке искуснейшего рабочего» [7].
Достаточно было только этого нартовского станка 1717 года, чтобы заслужить бессмертную славу. А это был только один из системы многих машин, созданных великим русским конструктором. В системе этой особенно выделяются созданные Нартовым в 1729 и 1738 годах еще более совершенные станки с еще более замечательными автоматическими суппортами.
Нартов так далеко опередил свое время, что Парижская Академия наук в аттестате, с которым он возвратился в Россию, написала о его станке и работе на нем:
«Невозможно ничего видеть дивнейшего».
Глава пятая
ВЕЛИЧЕСТВЕННЫЙ ЗАМЫСЕЛ
елаю, чтоб и вы с таким же успехом поступали», — сказал Петр I, поставив Нартова в пример всем отправляющимся для изучения науки и техники в зарубежные страны.