"О станках и калибрах" - читать интересную книгу автора (Перля Зигмунд Наумович)

Мастер из навигацкой школы

Стоял погожий, солнечный день лета 1709 года. Из открытых окошек «навигацкой школы», разместившейся в большом крыле хмурого здания Сухаревой башни в Москве, доносился смешанный гул многих голосов, стук, скрежет, визгливое жужжание инструментов. Сквозь все эти шумы вдруг прорывались резкие выкрики на русском языке с иностранным акцентом. А на площади перед зданием шел развод караула преображенцев — гвардейцы Петра Великого четко печатали шаг, маршируя от поста к посту, и каждый раз, когда развод уходил дальше, на месте оставалась точно изваянная из камня, застывшая в суровой неподвижности фигура часового. Первая русская техническая «Школа математических и навигацких наук» была основана Петром I в 1701 году. Сотни русских юношей, отобранных из наиболее способной молодежи, изучали в этой школе математику в приложении ее к кораблевождению и механике.

Сегодня — особый, ответственный день: все в школе — руководители и ученики — ждут посещения царя, самого строгого экзаминатора для учеников, самого взыскательного контролера для руководителей. Петр уделял много внимания навигацкой школе, знал ее способных учеников, следил за их успехами, присматривался к особо выдающимся юношам.

В школе сегодня все начищено, все блестит, очень строго соблюдается порядок в учебе и в работе. Особенно это чувствуется в мастерской. Петр сам был большой охотник до станочных работ, имел свою собственную мастерскую и, заглядывая в школу, первым делом наведывался к токарям, интересовался их работой, {8} спрашивал о новых изделиях, о частях к астрономическим и навигационным приборам.

Руководит мастерской недавно назначенный, еще молодой мастер Андрей Нартов. Несколько лет назад Петр обратил внимание на способного юношу, стремящегося к знаниям, умевшего мастерить вещицы из дерева, кости, металла, проявлявшего при этом особую сноровку и мастерство. За эти способности и попал он учеником в навигацкую школу, в ее токарную мастерскую, и очень скоро сравнялся со своими учителями — старыми мастерами — и даже превзошел их.

Его изделия удивляли учителей школы качеством и точностью обработки. Все чаще стал он помогать товарищам, учить их работать так, чтобы и они смогли добиться успеха. И такими выдающимися были его знания и мастерство, так хорошо умел он передавать их другим ученикам-механикам, что начальство сделало его старшим в мастерской.

Вечером, накануне приезда царя, к мастеру Андрею Нартову заявились учителя-иностранцы и строго-настрого наказали навести порядок в мастерской, закончить и выставить на видное место новые изделия из кости и металла, научить токарей, как отвечать царю.

Мастер кивал головой, обещал все сделать как можно лучше, а сам думал свою думу. «Царь приедет. Как раз во-время. Он, мастер Нартов, покажет ему кое-что получше новых изделий. Царь — сам токарь, он поймет и поможет. А то иностранцы-учителя почти не слушают Нартова, только пыжатся, морщатся и нетерпеливо отмахиваются руками от молодого, настойчивого мастера. Правда, в последний раз, они как будто внимательно стали слушать его, даже переспрашивали, переглядывались между собой. Затем пошли в мастерскую, посмотрели, потрогали то, что показал им Андрей. В конце концов, все же запретили продолжать работу, сказали, что ничего не выйдет, да и нужды нет, чтобы вышло».

Но Андрей не сдался, затаил в себе упорство — во что бы то ни стало доведет он до конца начатое большое дело.

И не знал Нартов, что в тот вечер, когда он в последний раз рассказывал о своем деле иностранцам, в немецкой слободе встретили они немца Зингера — механика из личной мастерской царя — и долго с ним говорили и рисовали ему то самое, что Андрей показывал. {9}

Разговор был серьезный. Учителя в чем-то убеждали Зингера и, наконец, тот утвердительно кивнул головой, задымил трубкой.

А на другой день Зингер побывал в Сухаревой башне, зашел в мастерскую, ласково поговорил с Андреем, расспросил о том, о сем, похвалил и как бы невзначай подошел к его станку, потрогал его части и ушел.

Дело к царю у Андрея было большое, очень важное. Уже давно был он недоволен «махинами» в своей мастерской. Две стойки, скрепленные толстой доской, на них — две «бабки» из кости. Между бабками — вал, на нем — изделие. Текучей воды близко не было, значит и вододействующих колес не было. Приходилось вертеть вал и работать так, как это делалось в глубокую старину.

Изделия получались грубые, не точные по размерам, обработка шла медленно. Правда, попадались и такие «махины», в которых устраивались особые передвижные подпоры для резца. Их называли «подручниками». С ними было немного легче работать, но Нартову это казалось недостаточным.

Лучше было бы сделать так, чтобы резец зажимался в подручнике и чтобы токарю вовсе не приходилось держать инструмент в руках, — сделать подручник частью «махины», которую можно было бы вместе с резцом подавать к заготовке и перемещать вдоль нее настолько точно, насколько это требуется токарю.

Нартов хорошо представлял себе, как осуществить эту идею. Но для этого требовалось много времени, много всякого материала, а главное — согласие большого начальства. И тогда он решил смастерить пока передвижной подручник с приспособлением — держателем для резца, приладить к «махине» рукоятку и хитро соединить ее с колодкой подручника. Стоило только повернуть рукоятку — и колодка с подручником скользила своим выступом по канавке в основании «махины».

Это свое новшество и показал тогда Андрей учителям-иностранцам, его же он решил показать и царю.

А теперь он ждал царя в мастерской. Всюду чистота и порядок. Токари прилежно трудятся. Едва услышали они, что прогремели у подъезда колеса царского возка и закричали конюхи, уводя лошадей, как Андрей обомлел всех токарей, каждого поправил, проверил его {10} работу, осмотрел изделия и отошел к своей «махине». На ее валу надета заготовка кольца — обода для компасной коробки. Сам царь заказал их много, требуя немедля изготовить. Но времени дал в обрез — всего десять дней на двадцать колец. И знал при этом царь, что кольца — изделия трудные, что не всякий токарь с ними справится в такой короткий срок.

У Нартова «махина» уже налажена к работе, его чудо-подручник стоит на своем месте, у самого кольца, и в нем зажат резец. Мастер еще и еще раз поворачивает рукоятку, проверяет движение подручника. Он так увлекся этим занятием, что даже не услышал громкого людского говора, донесшегося из сеней мастерской. Но вот двери распахнулись, и в токарню вошел царь. С ним много людей, с ним и Зингер.

Андрей вздрогнул и как-то растерянно посмотрел на вошедших, затем пустил свой станок и взялся за рукоятку винта.

Уже потом, когда царь уехал, он вспоминал, как медленно, ему казалось, тянулось время, пока приближались тяжелые шаги. Затем он почувствовал, что кто-то остановился за его спиной. Наступила тишина, умолк говор людей, прошла минута, другая... Стружка за стружкой сбегала с заготовки кольца и вдоль нее все дальше и дальше уходил подручник, делая свои точные, но почти не заметные для глаза «шаги».

— Сам придумал? — раздался над его головой голос царя.

— Сам, ваше величество, — ответил Андрей, но почти не расслышал своего ответа. Затем последовали вопросы царя к Зингеру и ответы немца, увертливые, угодливые. «Да, он, Зингер, слышал уже о таком приспособлении, но не вводил его, так как считает его не вполне удачным, у него оно задумано лучше. Скоро он его изготовит и покажет».

— Ну, ты еще покажешь, а вот Андрюшка Нартов уже показал! — произнес царь и тут же спросил: — А кольца компасные будут готовы к сроку?

И тогда, набравшись храбрости, Нартов тихо, но твердо сказал:

— Сам сделаю за три дня.

И помнит Андрей, как, удивленные, умолкли все. {11}

И снова сказал царь:

— Ну, смотри, сделаешь, не забуду.

^{*  *  *}

Царь уехал. В этот день начальство школы косилось на мастера Андрея Нартова, а у него было весело на душе. Конечно, он выполнит свое обещание царю и даже в более короткий срок. Уже восемь колец он изготовил и завтра к вечеру, пожалуй, вся работа будет закончена. Царь обещал не забыть его, и в награду он будет просить разрешения построить новую, еще небывалую «махину» для токарного дела.

Но царь не сразу вспомнил об Андрее Нартове. Много у него было великих забот в те трудные годы.

Прошло больше двух лет. Попрежнему работал Нартов в токарне навигацкой школы, попрежнему трудился над усовершенствованием своего механического помощника для токарей. И под конец этого срока добился нового успеха — его передвижной подручник превратился в главную, самую важную часть станка, которую изобретатель назвал «держалкой». По направляющим плоскостям, как по рельсам, скользила колодка — каретка с зажатым в ней резцом. Благодаря такому приспособлению токарю уже не приходилось держать в руках резец, напрягаться, уставать — он только управлял «держалкой». Остроумно задуманные механизмы нового приспособления делали «держалку» самоходной и давали возможность точно, быстро и равномерно перемещать резец вдоль и поперек обрабатываемого изделия, подавать его в тело детали на определенную глубину, снимать стружку заданной толщины.

Так в нашей стране произошло величайшее событие, первый переворот в технике металлообработки — инструмент «ушел» из рук рабочего, переместился в станок и стал исполнительной частью его устройства.

В 1712 году Нартова неожиданно вызвало начальство и объявило ему приказ царя: токаря Андрея Нартова отослать на постоянную работу в царскую токарню. С этих пор выдающийся русский механик еще больше углубился в решение той технической задачи, которую он давно себе задал — не только освободить руку токаря от инструмента-резца, но и автоматизировать рабочее движение инструмента. {12}

Несколько лет проработал Андрей Нартов в токарне царя. И все эти годы настойчиво продолжал он улучшать свое изобретение. Он был очень требователен к себе, к своей работе. То, чего, он добивался, еще не получалось. Зингер, которого Нартов уже давно обогнал в тонком искусстве механика и токаря, участливо расспрашивал его о трудностях, предлагал свою помощь, всячески старался проникнуть в то сокровенное, что таил и вынашивал в себе изобретатель.

В 1718 году царь послал Нартова за границу и дал ему много важных поручений по механическому делу.

Только через два года он вернулся в свою мастерскую. И тут узнал Андрей, что не успел он пересечь границу, как Зингер начал строить новую «махину» для изготовления фигурных изделий. В устройство этой махины он пытался ввести все то, о чем еще в навигацкой школе Нартов рассказывал учителям-иностранцам, о чем нет-нет, а прорывались у него отдельные мысли вслух.

Но у немца ничего не получилось, работа в самом начале остановилась, заглохла...

Нартов решил довести задуманное до конца и осуществить, наконец, уже оформившиеся в его сознании механизмы будущей махины. Еще девять долгих лет упорного труда, непрерывных творческих исканий понадобились ему для решения этой задачи. И вот в 1729 году плавно и точно заработали механизмы новой махины — нового станка.

Как и первое творение Нартова, новая махина была копировальным станком, в котором работали две каретки: Одна из них в своем движении следовала по контуру предмета, подобие которого нужно было изготовить. При этом самые незначительные изменения профиля предмета передавались второй каретке и зажатому в ней инструменту-резцу, который воспроизводил все движения первой каретки и вытачивал из металлической заготовки точную копию образца. Нартов сумел добиться того, что каретка с резцом передвигалась вдоль будущего изделия без какого-либо воздействия токаря на ее механизм, то есть автоматически. Впервые в устройство станка был введен ходовой винт, который до сих пор служит основной деталью токарно-винторезных станков. По этому винту, если он вращался, ходила каретка {13} «держалки». Изобретатель сделал держалку самодействующей, добился того, чтобы ходовой винт вращался и плавно передвигал ее вдоль изделия автоматически — от работающего шпинделя станка.

^{Токарно-копировальный станок Л. К. Нартова (1718-1729 гг.)}

В те времена винты изготовлялись вручную. Кропотливо и долго вырезал металлические витки опытный, высококвалифицированный мастер. Очень дорого обходилась работа. И все же винты получались грубые, недостаточно точные, с неровным шагом.

На станке Нартова можно было осуществить механическое изготовление точных винтов: равномерно перемещающийся резец точно вырезал в металле винтовые канавки. Станок Нартова стал не только токарным, но {14} и винторезным. В наши дни такой станок так и называется токарно-винторезный.

Поперечного движения держалки не требовалось. Вся средняя часть станка с его валом-шпинделем с образцовым изделием и обрабатываемой заготовкой качалась в обе стороны так, что будущее изделие попеременно та придвигалось к резцу, то отодвигалось от него. Это зависело от того, какое движение, в каком направлении совершала первая каретка, которая следовала по контуру образцового предмета.

Так было завершено первое из крупнейших изобретений XVIII столетия.

Изобретенная Нартовым новая деталь механизма металлообрабатывающего станка — «держалка», — полностью освободившая руки рабочего от инструмента и положившая начало автоматизации процесса обработки металла, впоследствии вошла в историю техники под названием супорта.

Успехи русских механиков-станочников того времени не были случайными. В 1719 году тот же Нартов, будучи в заграничной командировке, писал Петру I из Лондона: «Здесь таких токарных мастеров, которые превзошле российских мастеров, не нашел, и чертежи махинам, которые ваше царское величество приказал здесь сделать, я мастерам казал, и оные сделать по ним не могут».

Это подтверждается и фактами, изложенными в следующем рассказе.