ВВЕДЕНИЕ

Созданию прикладной науки «Технология машиностроения» предшествовал постоянный прогресс машиностроения на протяжении последних полутора столетий.

Выполнение всех производственных процессов в древности было примитивным — главным образом преследовалась цель удовлетворения собственных нужд общины. Заточка металлических орудий труда и оружия производилась камнями, обладающими шлифующими свойствами. Использование вращающегося камня явилось прообразом применения заточного станка. В дальнейшем было применено вращательное движение для изготовления керамических изделий и в последующем — для изготовления круглых изделий из дерева, костей и металлов. Постепенно был создан простейший тип токарного станка с конным приводом и ручным удерживанием режущего инструмента.

История возникновения металлообработки в России мало исследована, однако известно, что уже в X столетии русские мастера-ремесленники обладали высокой техникой изготовления оружия, предметов домашнего обихода и т. п.

Известно, что в XVI веке в селе Павлово на Оке и в окрестностях Тулы начала развиваться металлообрабатывающая промышленность, основанная на использовании местной железной руды. Однако только ко времени Петра Первого производительные силы в России получили значительное развитие — ремесло принимает формы «домашней промышленности», мелкие производства объединяются, расширяются в ремесленные мастерские.

Постепенно стала развиваться металлообрабатывающая промышленность. Ремесленные мастерские превращались в фабрики и заводы, оборудованные машинами.

К этому времени относится изобретение в 1712 г. талантливым русским механиком А. К. Нартовым (1680—1756) механического супорта к токарному станку. А. К. Нартов не только усовершенствовал токарный станок, но и создал ряд станков оригинальной конструкции (винторезный, токарно-копировальный, зуборезный и др.).

К числу выдающихся станкостроителей следует отнести М. В. Сидорова, создавшего в 1714 г. на Тульском оружейном заводе станки для сверления оружейных стволов («вододействующие машины»).

Солдат Яков Батищев, предложив новую технологию обработки стволов, изготовил в 1715 г. изобретенную им «обтирную машину для чистки по наружности стволов пилами». На машине обрабатывалось за день 16 стволов в то время как руками «чистили» только два ствола. Батищев изобрел и построил также станки для одновременного сверления 24 ружейных стволов, для чистки ствола и др.

С большим успехом работы М. Сидорова и Я. Батищева продолжали мастера-механики XVIII и начала XIX столетий А. Сурин, Я. Леонтьев, Л. Сабакин, Павел Захава и др.

Гениальный русский ученый акад. М. В. Ломоносов (1711—1765) построил сферотокарный, шлифовальный, лоботокарный и другие станки оригинальных конструкций.

Изобретатель паровой машины И. И. Ползунов (1728—1766) построил для обработки некоторых деталей паровой машины специальные цилиндро-расточные и токарные станки и сам лично обработал детали на этих станках.

Талантливый русский механик И. П. Кулибин (1735—1818) является автором многих оригинальных изобретений: им, в частности, созданы специальные станки для изготовления зубчаток часовых механизмов.

Характерно, что только за одно десятилетие (1815—1825) на Тульском оружейном заводе было построено 135 единиц специального оборудования. К этому времени в ружьях только две детали изготовлялись вручную, а все остальные обрабатывались на станках. Заслугой тульских оружейников является осуществление в XVIII впервые в мире принципа взаимозаменяемости при изготовлении ружей.

В начале прошлого столетия началось изучение производственных процессов и научное обобщение производственных явлений.

В 1804 г. академик О. М. Саверин сформулировал первые положения о технологии и определил, что «технология — наука о ремеслах и заводах».

В 1817 г. профессор Московского университета И. Двигубский издал книгу «Начальное основание технологии, как краткое описание работ на заводах и фабриках производимых». В этой книге проф. Двигубский дает следующее определение технологии «Технология есть наука, показывающая перерабатывание естественных произведений, или есть описание ремесел».

Творческий процесс непрерывного совершенствования конструкций станков и инструментов создал предпосылки для разработки теории машин-орудий и изучения явлений, происходящих при резании металлов.

Первым капитальным трудом, посвященным технологии металлообработки, явился труд проф. И. А. Тиме «Основы машиностроения. Организация машиностроительных фабрик в техническом и экономическом отношении и производство в них работ» в 3 томах (1885).

В результате тщательно поставленных исследований (1867—1880) И. А. Тиме впервые сформулировал основные законы резания и установил правильное понимание сущности процесса резания как последовательного скалывания отдельных элементов металла.

Наряду с этим теоретические основы технологии металлообработки были изложены в труде проф. А. П. Гавриленко, создавшего курс «Технология металлов».

Исследования И. А Тиме легли в основу учения о резаний металлов и были использованы для дальнейшего развития вопросов резания.

Так, П. А. Афанасьев исследовал процесс снятия стружки с учетом силы трения между резцом и деталью. К. А. Зворыкин и А. Н. Челюсткин выполнили теоретические и экспериментальные исследования, позволившие вывести соответственные формулы для определения сил резания. Я. Г. Усачев тщательно исследовал тепловые явления и образование нароста при резании и выявил их влияние на стойкость инструмента и производительность процесса резания.

Советские специалисты в области резания металлов продолжали развивать учение о резании металлов и в содружестве с инженерами-производственниками и передовыми рабочими-новаторами решили такую важную проблему современного машиностроения, как разработка и внедрение в производство скоростной обработки резанием.

Разносторонний опыт советских технологов позволил подвести теоретическую базу и создать научные основы закономерностей, имеющих место в технологических процессах механической обработки.

К первым трудам по технологии машиностроения относятся работы А. П. Соколовского, вышедшие в 1930—1932 гг. в пяти томах.

В книге А. И. Каширина «Основы проектирования технологических процессов» (1933) обобщался опыт автотракторной промышленности.

Наряду с упомянутыми трудами, Б. С. Балакшиным были осуществлены теоретические исследования по технологии, разработанные им в «Теории размерных цепей» (1933), основные положения и выводы которой дают технологам возможность путем предварительных расчетов решать многие серьезные технологические задачи, обеспечивающие повышение точности изготовления машин.

Большое значение для создания теоретических основ технологии машиностроения имели работы Н. А. Бородачева по анализу качества и точности производства, К. В. Вотинова (1935), положившего начало и осуществившего обширные исследования по определению жесткости системы станок — инструмент — деталь при механической обработке и влиянию ее на точность обработки, А. А. Зыкова и Д. Б. Яхина, положивших начало научному анализу причин возникновения погрешностей при обработке.

Большой вклад в науку о технологии машиностроения внесен A. П. Соколовским и его школой, которые разработали идею типизации технологических процессов, получившую всеобщее признание, вопросы точности механической обработки, жесткости и вибраций при резании, механизации и автоматизации, позволяющие осуществлять расчеты точности обработки на станках.

Задачи экономии металла и повышения производительности при механической обработке были теоретически обоснованы в работах B. М. Кована по расчету припусков на обработку; Г. А. Шаумяна по основам расчета производительной обработки на автоматах и автоматических линиях; А. И. Каширина — по разработке производственных характеристик оборудования и др.

Всеми этими и другими работами были созданы предпосылки для развития технологии машиностроения в науку, для установления определенных закономерностей, обусловливающих производительность и экономичность процессов при изготовлении машин. В технологии машиностроения используются теоретические и практические выводы связанных с ней других дисциплин: учение о металлорежущих станках, о резании, режущих инструментах, допусках и технических измерениях и т. п.

Таким образом, технология машиностроения — предмет, в котором рассматриваются орудия производства и их использование.

Назад, на страницу описания