ศิลปะ
ความงามและสุขภาพ
งานฝีมือ
วัฒนธรรมและประวัติศาสตร์
ความบันเทิง
สิ่งแวดล้อม
อาหารและเครื่องดื่ม
วิศวกรรมย้อนรอย
วิทยาศาสตร์
กีฬา
เทคโนโลยี
อุปกรณ์สวมใส่
Automatic Screw Machine
Martin

สร้างโดย

Martin

4. สิงหาคม 2026NO
32
0
0
1
0

Automatic Screw Machine

A lathe with a skilled operator makes one good part at a time. The automatic screw machine makes the same part all day without one — because the sequence itself has been built into a rotating drum of cams. The machine does not need to be told what to do next; its shape is the instruction.

US 147,291, “Improvement in Machines for Making Metal Screws”, Christopher M. Spencer of Hartford, Connecticut, filed 17 December 1873 and granted 10 February 1874. The claim is automatic reversal: a clutch drum shifts between two pulleys turning opposite ways, so the cutting dies engage and disengage on their own instead of an operator shifting a belt by hand at every cycle.

Precision about what this patent is. Spencer is also credited with the “brain wheel” — the cam drum that carries a whole machining sequence — on his 1873 Hartford turret lathe. That is a different mechanism from the one claimed here, and this blueprint keeps them apart. Spencer's fame before either was the Spencer repeating rifle of 1860.

เริ่มต้น
45 minutes

คำแนะนำ

1

Write the sequence you want repeated

List, in order, the operations to turn one part: feed stock, turn to diameter, form the head, cut the thread, part off. Five actions, always the same order.

2

Cut a cam disc from plywood

Cut a 150 mm disc of plywood. Mark its centre and drill it to fit the dowel rod.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

ไม้อัดเบิร์ชบอลติกไม้อัดเบิร์ชบอลติก1 แผ่น

เครื่องมือที่ต้องใช้:

มีดคัตเตอร์งานประดิษฐ์มีดคัตเตอร์งานประดิษฐ์
ไม้บรรทัดไม้บรรทัด
3

Divide the disc into the cycle

With the protractor, divide the rim into five sectors sized to your five operations — not equal, but proportional to how long each one takes.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

ไม้อัดเบิร์ชบอลติกไม้อัดเบิร์ชบอลติก1 แผ่น

เครื่องมือที่ต้องใช้:

ไม้โปรแทรกเตอร์ไม้โปรแทรกเตอร์
ปากกาเมจิกถาวรปากกาเมจิกถาวร
4

Cut the profile

Cut the rim away in each sector to the depth that action needs. The rim height is now a graph of the cycle.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

ไม้อัดเบิร์ชบอลติกไม้อัดเบิร์ชบอลติก1 แผ่น

เครื่องมือที่ต้องใช้:

มีดคัตเตอร์งานประดิษฐ์มีดคัตเตอร์งานประดิษฐ์
ชุดตะไบชุดตะไบ
5

Mount the cam on an axle

Push the dowel rod through the centre hole and rest the ends in two notched blocks so the cam turns freely.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

เดือยไม้เดือยไม้1 ชิ้น
แผ่นไม้แบนแผ่นไม้แบน1 ชิ้น

เครื่องมือที่ต้องใช้:

กาวไม้กาวไม้
6

Add a follower

Pivot a card-stock lever so its tip rides on the cam rim. The lever is your cutting slide.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

กระดาษการ์ดกระดาษการ์ด1 แผ่น
สกรูเครื่อง #6-32สกรูเครื่อง #6-321 ชิ้น

เครื่องมือที่ต้องใช้:

กรรไกรกรรไกร
7

Turn one full cycle by hand

Rotate the cam once slowly. Watch the follower run through all five positions and return to the start.

8

Measure the follower travel at each sector

Record the follower's height at the centre of each sector with the steel rule. Those five numbers are the program.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

กระดาษกราฟกระดาษกราฟ1 แผ่น

เครื่องมือที่ต้องใช้:

ไม้บรรทัดไม้บรรทัด
9

Change the part by changing the cam

File one sector 3 mm deeper. Turn the cycle again and record the new travel. You have just reprogrammed the machine without touching the machine.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

ไม้อัดเบิร์ชบอลติกไม้อัดเบิร์ชบอลติก1 แผ่น

เครื่องมือที่ต้องใช้:

ชุดตะไบชุดตะไบ
ไม้บรรทัดไม้บรรทัด
10

Add the reversing idea

Wrap string around the dowel in two opposite directions and pull each in turn. Spencer's claim replaces your two hands with a clutch that picks one of two counter-rotating pulleys.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

เชือกฝ้ายสำหรับครัวเชือกฝ้ายสำหรับครัว1 เมตร
11

Time ten cycles

Turn the cam ten times at a steady rate and time it. Divide by ten for the cycle time — the number a shop actually buys.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

กระดาษกราฟกระดาษกราฟ1 แผ่น
12

Compare against doing it by hand

Now perform your five operations as five separate hand movements, reading the list each time. Time ten of those. The ratio is the machine's real argument.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

กระดาษกราฟกระดาษกราฟ1 แผ่น
13

Inspect a real three-jaw chuck's repeatability

Clamp the brass rod in the lathe chuck, mark it, release and re-clamp five times, checking run-out each time with the dial indicator. Automation is worthless if holding is not repeatable.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

แท่งทองเหลืองแท่งทองเหลือง1 ชิ้น

เครื่องมือที่ต้องใช้:

หัวจับกลึงสามจับหัวจับกลึงสามจับ
ไดอัลเกจไดอัลเกจ
14

History & Context

US 147,291, “Improvement in Machines for Making Metal Screws”, Christopher Miner Spencer (1833-1922), Hartford, Connecticut. Filed 17 December 1873, granted 10 February 1874. The claim is a clutch drum that shifts drive between two oppositely rotating pulleys, reversing the screw rod automatically so the dies engage and withdraw without a hand on a belt.

What this patent is not. Spencer's celebrated “brain wheel” is a cam drum carrying an entire machining sequence, fitted to the automatic turret lathe he built in Hartford in 1873. Popular accounts fold the two into one invention. They are separate mechanisms and only one of them is the subject of this document. Where sources merge them, the document wins.

Why the screw came first. Screws are small, are needed in enormous numbers, and each one requires an identical multi-step sequence — the ideal first case for automation. The class of machine Spencer's work founded is still called a screw machine even when it is making something else entirely, and its descendants are today's CNC lathes with bar feeders.

The deeper idea. A cam is a physical program: a shape that stores a sequence and replays it exactly, forever, with no memory and no operator. Every argument later made about numerical control — that the instruction should be separable from the machine and cheap to change — is already visible here, where changing the part means filing a new cam.

Spencer before machine tools. He patented the Spencer repeating rifle in 1860; several hundred thousand were made during the American Civil War. The interchangeable-parts discipline he learned in armouries is exactly what he brought to the screw machine.

วัสดุ

8

เครื่องมือที่จำเป็น

9

บลูพริ้นท์ที่เกี่ยวข้อง

บลูพริ้นท์เหล่านี้แบ่งปันความรู้ — เทคนิค วัสดุ หรือหลักการ

CC0 สาธารณสมบัติ

พิมพ์เขียวนี้เผยแพร่ภายใต้ CC0 คุณสามารถคัดลอก แก้ไข แจกจ่าย และใช้งานผลงานนี้เพื่อวัตถุประสงค์ใดก็ได้ โดยไม่ต้องขออนุญาต

สนับสนุนเมกเกอร์โดยซื้อสินค้าผ่านพิมพ์เขียวของพวกเขา ซึ่งพวกเขาจะได้รับ ค่าคอมมิชชันเมกเกอร์ ที่ผู้ขายกำหนด หรือสร้างเวอร์ชันใหม่ของพิมพ์เขียวนี้และรวมเป็นการเชื่อมต่อในพิมพ์เขียวของคุณเพื่อแบ่งรายได้

การสนทนา

(0)

เข้าสู่ระบบ เพื่อร่วมการสนทนา

กำลังโหลดความคิดเห็น...