مخرطة قطع اللولب

كانت المسامير الأولى تُصنع عادةً من الخشب، وتُنحت يدويًا ، سواءً بمساعدة المخرطة أو بدونها، باستخدام أدوات يدوية (كالأزاميل والسكاكين والمقاشط)، بأقصى دقة ممكنة للنحات. ويُرجح أن بعض قطع الخشب التي استُخدمت في البداية كانت أغصان أشجار (أو جذوعًا صغيرة) التفّت حولها كرمة حلزونية أثناء نموها . (في الواقع، العديد من الكلمات الرومانسية التي تعني "مسمار" مشتقة من جذر الكلمة الذي يشير إلى الكروم. ^{[ 1 ]} ) وتُظهر العصي الملتوية بالكروم مدى تشابه هذه العصي مع المسمار.

كانت براغي الآلات المعدنية المبكرة، وبراغي الخشب المبكرة (براغي معدنية للاستخدام في الخشب)، تُصنع يدويًا باستخدام المبارد لقطع السنون. إحدى طرق صنع سنون دقيقة نسبيًا كانت حفر قضيب باستخدام سكين مائلة مع لف السكين حوله حتى منتصفه، مع ضبط زاوية السكين بدقة للحصول على الخطوة المناسبة. كانت هذه إحدى الطرق التي استخدمها مودسلي لصنع براغي التوجيه المبكرة. ^{[ 2 ]} جعل هذا الأمر عملية صنع البرغي بطيئة ومكلفة، وكانت جودته تعتمد بشكل كبير على مهارة الصانع. لذلك، كانت هناك حاجة إلى عملية لأتمتة تصنيع البراغي وتحسين دقة السنون واتساقها.

استُخدمت المخارط منذ العصور القديمة. وكان تكييفها لقطع اللوالب خيارًا بديهيًا، إلا أن مشكلة توجيه أداة القطع عبر المسار الصحيح شكلت عائقًا لعدة قرون. ولم تحدث أي تطورات في هذا المجال إلا في أواخر العصور الوسطى وبداية العصر الحديث ؛ وأقدم دليل موجود حتى اليوم يعود إلى القرن الخامس عشر وموثق في كتاب " Mittelalterliche Hausbuch" . ^{[ 3 ]} وقد تضمنت هذه المخارط مساند منزلقة ومسمارًا دوارًا . وفي نفس الفترة تقريبًا، رسم ليوناردو دافنشي رسومات تخطيطية تُظهر مخارط وآلات مختلفة لقطع اللوالب، إحداها مزودة بمسمارين دوارين. ^{[ 3 ]} كما أظهر ليوناردو تروس تغيير السرعة في بعض هذه الرسومات. ^{[ 3 ]}

في القرون الثلاثة اللاحقة، ظهرت العديد من التصاميم الأخرى، لا سيما بين صانعي الزخارف والساعات . تضمنت هذه التصاميم مفاهيم مهمة وذكاءً لافتًا، لكن القليل منها كان دقيقًا وعمليًا بشكل ملحوظ. على سبيل المثال، يناقش وودبري جاك بيسون وغيره. لقد قدموا إسهامات جليلة في فن الخراطة، لكن السياق الذي عملوا فيه (الخراطة كفن راقٍ للأثرياء) لم يوجه إسهاماتهم نحو الاستخدامات الصناعية. ^{[ 3 ]}

قام هنري هيندلي بتصميم وبناء مخرطة لقطع البراغي حوالي عام 1739. تميزت المخرطة بلوحة لتوجيه الأداة، وطاقة يتم توفيرها بواسطة سلسلة من التروس تُدار يدويًا. من خلال تغيير التروس، كان بإمكانه قطع براغي ذات درجات مختلفة . كما أن إزالة أحد التروس سمحت له بصنع خيوط لولبية يسارية. ^{[ 4 ]}

يُرجّح أن جيسي رامسدن هو من صنع أول مخرطة حديثة لقطع اللولب عام 1775. تضمنت آلته لولبًا رئيسيًا، ومنزلقًا، وآلية تغيير التروس . تُشكّل هذه المكونات عناصر المخرطة الحديثة (غير المُصنّعة باستخدام الحاسوب) والتي لا تزال تُستخدم حتى اليوم. تمكّن رامسدن من استخدام مخرطته الأولى لقطع اللولب لصنع مخارط أكثر دقة. وبفضلها، استطاع صنع آلة تقسيم دقيقة للغاية ، وبالتالي، بعضًا من أرقى الأدوات الفلكية والمسحية والملاحية في القرن الثامن عشر. ^{[ 5 ]}

تبعهم آخرون. من الأمثلة على ذلك الميكانيكي الفرنسي سينوت، الذي ابتكر عام 1795 مخرطة لولبية قادرة على الإنتاج الصناعي، وديفيد ويلكنسون من رود آيلاند، الذي استخدم مسندًا منزلقًا عام 1798. إلا أن هؤلاء المخترعين سرعان ما طغى عليهم هنري مودسلي ، الذي ابتكر عام 1800 ما يُشار إليه غالبًا بأنه أول مخرطة لولبية عملية صناعيًا. ووفقًا لموسوعة بريتانيكا ، "كانت السمة البارزة لمخرطة مودسلي هي لولب القيادة لتحريك العربة. كان لولب القيادة، المتصل بمحور المخرطة، يُحرك الأداة بسرعة ثابتة ويضمن دقة الخيوط اللولبية". ^{[ 6 ]} وفي عام 1826، أخذ برايان دونكين تصميم مودسلي وطوّره أكثر من خلال مخرطة المحرك اللولبية والتقسيمية، التي استخدمت آلية لتعويض عدم دقة لولب القيادة. ابتكر جوزيف ويتوورث ، أحد تلاميذ مودسلي، تصميمًا أصبح معيارًا في المملكة المتحدة والإمبراطورية البريطانية بعد اعتماده من قبل العديد من شركات السكك الحديدية البريطانية. يُعرف هذا التصميم باسم معيار ويتوورث البريطاني (BSW)، وهو أول معيار وطني عالمي لخيوط البراغي. ^{[ 7 ]} كما صُدّرت هذه الأدوات إلى أوروبا القارية والولايات المتحدة. ^{[ 6 ]} وقد أتاحت هذه الأدوات الإنتاج الصناعي واسع النطاق للبراغي القابلة للتبديل . وبدأ توحيد أشكال الخيوط (بما في ذلك زاوية الخيط، والخطوات، والأقطار الرئيسية، وأقطار الخطوة، وما إلى ذلك) فورًا على مستوى الشركات، وبحلول نهاية القرن التاسع عشر، امتدّ هذا التوحيد إلى المستوى الدولي (على الرغم من وجود معايير متعددة حتى الآن).

في أواخر القرن التاسع عشر، وجد هنري أوغسطس رولاند حاجة إلى براغي عالية الدقة للغاية في قطع محززات الحيود ، لذلك قام بتطوير تقنية لصنعها. ^{[ 8 ]}