Трудно представить развитие современного машиностроения и других промышленных отраслей без применения различных металлообрабатывающих инструментов. Многочисленным заготовкам под режущим и абразивным воздействием предают необходимую форму путем удаления ненужных частей или стружки металла. Готовые изделия из металла используются во всех сферах жизнедеятельности человека, начиная с медицины и заканчивая бытовым укладом.
Чтобы добиться сложных форм деталей для существующих механизмов и новых устройств, люди совершенствуют технологии по изготовлению металлообрабатывающих инструментов. История развития первых устройств по обработке различных металлов началась еще за несколько веков до нашей эры.
Люди в период неолита использовали каменные орудия в виде топоров, скребков, ножей, резцов, наконечников, мотыг, серпов и других изделий. Однако камень крошился и трескался, в связи с чем инструменты быстро приходили в негодность. Поэтому с 3 тысячелетия до нашей эры стали активно использоваться медь, олово и бронза, ставшие основой для создания многих орудий труда. Однако развитие цивилизации требовало получение новых изделий, для которых необходим более прочный металл. В последствии таким материалом стало железо.
Предположительно, в 7 веке до н.э. уже использовалось устройство станка, двумя центрами которого удерживалась деревянная деталь. Вращение заготовки происходило с помощью усилий рабов, а работник обтачивал ее металлическим резцом. Упоминания о применении токарного станка также относятся к временам античности, в письменах того времени говорится о подобном устройстве, созданном в 6 веке до н.э.
В ремесленном деле Германии 2 века н.э. уже использовались такие инструменты, как напильники, шаберы, резцы, ножи, клещи, а также шлифовальные, полировальные материалы и волочильные доски. В те времена металлообрабатывающие инструменты широко применялись в странах Европы и Востока. Технологии обработки металла совершенствовались исходя из военных, строительных и бытовых нужд.
В Древней Руси использовалось сваривание железа, науглероживание и чеканка. Чтобы добиться нужной формы металла, применялась ковка, более высокая эффективность которой достигалась при нагревании заготовки на костре. В этой технологии использовались каменная наковальня и молот. Со временем, чтобы раскалить металл, стали использовать кузнечный горн, а вместо каменной наковальни – стальной брус. Изделие обрабатывалось с помощью металлического молота с деревянной рукояткой.
Одним из средств для обработки заготовки был лук, с помощью тетивы которого происходило выпиливание металла. Необходимость проводить поступательные вращения лука в разные стороны требовало много времени. На смену такому трудоемкому процессу пришло изобретение ножного привода с шатуном в15 веке. Оснащенный кривошипом и педалью, устройство позволяло крутить деталь в одном направлении, что значительно упростило работу.
Все же станок с ножным приводом был недостаточно мощным для обработки металлов. Поэтому было задействовано водяное колесо, применявшееся несколько веков как основной двигатель механизма станка. Резец, опирающийся на подставку, необходимо было держать в руке.
В позднем средневековье применялись токарные станки, оснащенные верхней качалкой или коромыслом. С помощью полировального круга, вращаемого водяным колесом, проводилось полирование лат. Технологии обработки металла совершенствовались в процессе создания новых типов вооружения. Необходимо было высверливать пушечные стволы, проводить резку металла, нарезание резьбы и точение овала с помощью станков и специальных инструментов.
Для облегчения токарных работ в 16 веке французским ученым Ж.Бессоном была проведена существенная доработка станочного механизма. В своих записях «Театр приборов и машин» он изложил основные изменения, проведенные в системе оборудования, позволяющие проводить обработку цилиндрических, конусообразных деталей и поверхностей. Многие из его идей используются в современной сборке токарно-винтового механизма.
С изобретением паровой машины появилась необходимость точного изготовления поверхностей цилиндра. В 18 веке для этой цели использовалось ручное шлифование, которое занимало примерно месяц. Однако дальнейшее усовершенствование технологии сверления цилиндрических отверстий Дж. Смитом и Дж. Уилкинсоном позволило производить паровые машины в промышленных масштабах.
Анализом и усовершенствованием технологий обработки металлов занимался русский ученый А.К.Нартов, который спроектировал токарно-винтовой станок. Он применял в механизме суппорт, который держал резец. Это значительно упростило работу, поскольку человеку не приходилось держать резец рукой. Позднее токарный станок был собран Г.Модсли в 1800 году после многих неудачных попыток и доработок механизма.
Для серийного производства ружей Э.Уитни был создан фрезерный станок. Но со временем металлообработка коснулась не только вооружения, к которому относилось изготовление двигателей для боевых кораблей, артиллерии, огнестрельного оружия и других типов орудий. Автомобилестроение и повсеместная электрификация позволила серийно изготавливать детали и узлы на металлообрабатывающих станках. Этим воспользовался Генри Форд, который наладил массовый выпуск автомобилей марки «Форд».
По окончании первой мировой войны начали применять револьверные станки. Заранее настроенным и установленным инструментом проводилось изготовление детали, что позволяло существенно экономить время. Позднее такая технология стала прототипом работы станков с числовым программным управлением.
Со второй половины 19 века для металлообработки стали использоваться разнообразные фрезы, спиральное сверло, гребенки и другие инструменты. Для их стали применяться различные сплавы, в том числе быстрорежущая сталь.