Непоколебимый характер Нартова, мощь его творческих сил проявились и в том, что в этот трудный 1727 год он закончил свою первую книгу: уже упоминавшиеся «Достопамятные повествования и речи Петра Великого». Инженер и ученый стал писателем, автором выдающегося литературного произведения. Но в то время, когда Нартов написал на рукописи «кончено в 1727 года», об ее опубликовании не могло быть и речи. Царский престол занимал сын Алексея Петровича, а в книге Нартова имеются петровские слова о том, что царевич Алексей «дерзнул на зло неслыханное». Здесь же изобличаются единомышленники последнего, реакционеры — «бородачи, многому злу корень — старцы и попы», которым Петр I приказал «обрезать перья и поубавить пуху».
Именно в эти трудные годы Нартов закончил работы по созданию одного из самых совершенных своих токарно-копировальных станков. Эта машина, описанная в дальнейшем в его книге «Ясное зрелище машин», находится теперь в числе других нартовских станков в Государственном Эрмитаже. На станке надпись, сделанная его строителем: «Начало произвождения к строению махины 1718-го, решена 1729 году. Механик Андрей Нартов».
Большой токарно-копировальный станок с автоматическим суппортом для обработки боковых поверхностей, законченный А. К. Нартовым в 1729 году, и его кинематическая схема. Государственный Эрмитаж, Ленинград:
1 — приводная рукоятка; 2 — шестерня; 3 — зубчатое колесо; 4 — шкив; 5 и 6 — шкивы на верхнем валу; 7 — шкив на шпинделе; 8 — копир; 9 — заготовка; 10 — торцовая шестерня; 11–12 и 13–14 — червячные передачи; 15–16 — зубчатая передача; 17 и 18 — ходовой винт; 19 — копирный суппорт; 20 — копирный палец-щуп; 21 — резцовый суппорт; 22 — резец; 23 — пружины.
Этот станок создан для объемно-копировальных работ. На нем выполнялась фасонная обработка боковых поверхностей с вытачиванием рельефов — продольная обточка вращающихся деталей. Станок, как и все токарные станки того времени, приводился в действие руками рабочего. Вращение рукоятки для привода вызывало одновременное движение двух механических систем, составлявших основу всей конструкции:
1. Шпиндель с установленными на нем патроном-копиром и заготовкой.
2. Копировальный и резцовый суппорты.
Вращение рукоятки 1 приводило в движение шестерню 2 и зубчатое колесо 3. Движение передавалось последним в двух направлениях. На одном валу с зубчатым колесом 3 находился шкив 4. При помощи круглого ремня последний вращал шкив 5 на валу, установленном в подшипниках копра — металлической верхней опоры передачи. На противоположном конце этого вала находился второй шкив 6 с круглым ремнем для привода шкива 7, стоящего на шпинделе Последний был установлен на раме-балансе, качающейся на нижних центрах — шипах. На шпинделе устанавливались копир-патрон 8 и заготовка 9. Пружины 23 все время прижимали качающуюся раму-баланс в сторону суппортов. В конечном итоге вращающиеся на шпинделе копир-патрон и заготовка все время были прижаты: копир — к пальцу-щупу, заготовка — к резцу.
Резец выполнял работу, в точности воспроизводя на вращающейся заготовке изображение рельефа, ощупываемого копирным пальцем. Таким образом вращение шпинделя с копиром и заготовкой обеспечивало рабочее движение — резание.
Резец находился не в руках рабочего, как было принято в то время, а устанавливался на суппорте и действовал автоматически.
Движение резца осуществлялось за счет все той же приводной рукоятки 1, вращаемой рабочим. Через шестерню 2 и зубчатое колесо 3 приводилась в движение торцовая шестерня 10. При помощи двух пар червячных передач 11–12 и 13–14 и зубчатой передачи 15–16 вращался вал с продольным ходовым винтом 17–18. Нарезка ходового винта имела определяемый масштабом копирования разный шаг в его частях, проходящих через каждый из суппортов. Этот винт, ввинчиваясь в маточные гайки копирного 19 и резцового 21 суппортов, тянул каретки последних с разными скоростями соответственно намеченному соотношению копира и заготовки. Укрепленные в каретках копирный палец-щуп 20 и резец 22 перемещались параллельно оси шпинделя — движение подачи.
Сочетание движения подачи и рабочего движения давало работу резца, вырезывавшего на заготовке любую форму — от простейших геометрических до сложнейших изображений,
Главным назначением этого станка Нартова было вытачивание на цилиндрах — элементах триумфального столба — сложнейших батальных сцен.
Резец на токарном станке, превращенный из ручного орудия в орудие машины, действовал автоматически, выполняя с геометрической точностью работы, которые немыслимо было выполнить искуснейшему специалисту с ручным резцом. Так же автоматически действовали резцы на медальерных станках Нартова, подобных отвезенному в Париж. На этих станках он вытачивал сложнейшие картины.
Это было великое торжество технической мысли. Машинным способом стало возможным выточить на станке и притом чрезвычайно точно все, что захочет человек.