- •Зайцев г.Н., Федюкин в.К., Атрошенко с.А, история техники и технологий
- •Предисловие
- •Авторы введение
- •Раздел 1. Всеобщая история техники Глава 1. Основные понятия и определения истории техники и технологий
- •1.1. Определения терминов, связанных с техникой
- •1.2. Определение терминов, связанных с технологией
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Развитие техники и технологий первобытного производства (от 2-10 млн. Лет до н.Э. До 4-3 т.Л. До н.Э.)
- •2.1. Орудия труда и хозяйственные революции каменного века
- •2.2. Орудия труда медно-каменного, бронзового и железного веков
- •2.3. Средства передвижения первобытного человека
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Распространение сложных орудий труда в условиях рабовладельческого способа производства (от 4-3 т.Л. До н.Э. ДоIv-Vвв. Н.Э.)
- •3.1. Орудия для подъема тяжестей, применяемые в рабовладельческом обществе
- •3.2. Военные машины рабовладельческого общества
- •3.3. Развитие токарного станка в рабовладельческом обществе
- •3.4. Средства транспорта, применяемые в античную эпоху
- •3.5. Машины, созданные александрийскими механиками Героном и Ктесибием
- •3.6. Вклад Архимеда в развитие техники
- •3.7. Зарождение элементов новых наук
- •Глава 4. Распространение сложных орудий труда, приводимых в действие силами природы, в условиях феодального способа производства (отIv-V в. До XIV-XV в.)
- •4.1. Металлургия и кузнечное дело, строительство жилых, хозяйственных построек и мостов в Древней Руси
- •4.2. Древнейшие суда и метательные машины Киевской Руси
- •4.3. Создание водяных мельниц в странах Арабского Халифата и на Руси
- •4.4. Применение водяных колес в горном деле, металлургии и других отраслях
- •4.5. Создание ветряных мельниц в Персии, Ираке, Европе и в России
- •4.6. Совершенствование техники прядения и ткачества, освоение производства бумаги
- •4.7. Совершенствование техники земледелия и развитие горного дела и металлургии
- •4.8. Совершенствование грузоподъемной и строительной техники
- •4.9. Изобретение механических часов
- •4.10. Изобретение компаса, создание новых механизмов
- •4.11. Развитие военных машин, создание огнестрельных орудий
- •4.12. Изобретение книгопечатания и очков
- •Глава 5. Возникновение в условиях мануфактурного периода предпосылок для создания машинной техники (отXiVв. До концаXviiIв. – началаXiXв.)
- •5.1. Создание мануфактур и их историческая роль
- •5.2. Вклад Леонардо да Винчи в развитие техники
- •5.3. Создание новых машин и механизмов
- •5.4. Создание гидротехнической системы игуменом Филиппом в Соловецком монастыре
- •5.5. Создание гидравлической системы на Алтае к.Д. Фроловым
- •5.6. Создание прядильных машин
- •5.7. Создание военной техники а.К. Нартовым и я.Т. Батищевым в Туле
- •5.8. Создание в концеXviiIв. Ткацких станков во Франции и машинной и оружейной техники в России
- •5.9. Вклад е.Г. Кузнецова в создание отечественной техники
- •5.10. И.П. Кулибин и его изобретения
- •5.11. История выбора и совершенствования мер при линейных измерениях
- •5.12. История создания системы мер
- •Глава 6. Создание рабочих машин на базе парового двигателя (от конца XVIII в. – начала XIX в. – 70 гг. XIX в.)
- •6.1. Этапы промышленной революцииXiXв.
- •6.2. Создание паровой машины
- •6.3. Создание первых паровозов
- •6.4. Создание первых паровозов в России
- •6.5. Строительство первых железных дорог
- •6.6. Развитие парусного флота
- •6.7. Создание пароходов
- •6.8. Создание первых русских пароходов
- •6.9. Применение паровых машин в разных отраслях промышленности
- •6.10. Стaновление машиностроения в XVIII в.
- •6.11. Появление машин в сельском хозяйстве
- •6.12. Развитие металлорежущих станков
- •6.13. Создание машин в горнодобывающей промышленности
- •6.14. Развитие науки о машинах
- •6.15. Основные направления поиска новых машин-двигателей
- •6.16. История создания двигателя внутреннего сгорания
- •6.17. История турбин
- •Глава 7. Развитие систем машин на базе электропривода (70егодыXiXвека – 30егодыXXвека)
- •7.1 Исследования электрических и магнитных явлений
- •7.2. Создание гальванического элемента и аккумулятора
- •7.3. Создание первых электромагнитных приборов
- •7.4. Создание электродвигателя и электрогенератора
- •7.5. Создание первых линий электропередач
- •7.6. Создание электрического трамвая
- •7.7. История электрического освещения
- •7.8. Изобретение телеграфа
- •7.9. История телефонной связи
- •7.10. Создание радио
- •7.11. История телевидения
- •7.12. Создание записи и воспроизведения звука и изображения
- •7.13. Создание автомобиля
- •7.14. Создание трактора
- •7.15. Развитие воздухоплавания на воздушных змеях и воздушных шарах
- •7.16. Создание первых аэропланов и самолетов
- •7.17. Развитие других отраслей промышленности в рассматриваемый период
- •Глава 8. Подготовка и осуществление перехода к автоматическим системам машин. Научно-техническая революцияXXв. (1930 г. – настоящее время)
- •8.1. Основные направления научно-технической революции (нтр)
- •8.2. Сущность нтр
- •8.3. Научно-техническая деятельность и научно-технический потенциал
- •8.4. Промышленные формы автоматизации
- •IIэтап. Электрификация автоматической системы машин (30е-50егодыXXв.).
- •IiIэтап – электронизация автоматической системы машин (30е-50егодыXXв. – настоящее время).
- •8.5. Превращение науки в непосредственную производительную силу
- •8.6. Развитие кузнечно-прессовых, сельскохозяйственных и других машин
- •8.7. Развитие вычислительной техники и эвм
- •8.8. История робототехники
- •8.9.Космические полеты
- •8.10. Развитие ядерной физики
- •8.11. Создание атомной бомбы и ядерной энергетики
- •8.12. Другие нововведения в эпоху нтр
- •Раздел 2. История основных машиностроительных технологий в россии Глава 9. Развитие техники и технологии ковки и штамповки
- •9.1. Развитие ковки в древнерусский период
- •9.2. Основные этапы развития металлургии и кузнечного производства в дореволюционный период
- •9.3. Ковка на приводных молотах от водяных колес
- •9.4. Штамповка на канатных молотах и винтовых прессах
- •9.5. Штамповка на паровых молотах и гидравлических прессах
- •9.6. Виды штамповки исходных заготовок при разной серийности производства
- •9.7. Создание специализированных кузнечно-штамповочных заводов в ссср
- •Глава 10. Развитие техники и технологии сварки
- •10.1. Применение кузнечной сварки и пайки от трипольских племен до Древней Руси
- •10.2. Изготовление артиллерийских орудий сваркой вXiVна Руси
- •10.3. Роль н.Н. Бенардоса в создании электродуговой сварки
- •10.4. Совершенствование дуговой сварки н.Г. Славяновым
- •10.5. Становление сварки в первые годы Советской власти (1920-1929 гг.)
- •10.6. Сварка в период социалистической индустриализации (1929-1940 гг.)
- •10.7. Сварка в машиностроении (ссср) в 30егоды
- •10.8. Механизация и автоматизация сварки в 30егоды
- •10.9. Сварка металлов в годы Великой Отечественной войны (1941-1945 гг.)
- •10.10. Сварка в ссср в 1946-1958 гг.
- •10.11. Сварка в ссср с 60-70хгг.XXв. И до наших дней
- •Глава 11. Развитие техники и технологии литья
- •11.1. Медное и бронзовое литье в Древней Руси
- •11.2. Литейное производство в Московском государстве вXiv-xvIвв.
- •11.3. Чугунолитейное производство в России доXviiIв. – 1917 г.
- •11.4. Развитие литейного производства в России с 1917 г. До наших дней
- •Глава 12. Развитие техники и технологии обработки металлов резанием
- •12.1. Создание станков от первобытнообщинного общества до средних веков
- •12.2. Совершенствование станков в период от мануфактурного производства до эпохи парового двигателя
- •12.3. Развитие станков в эпоху электропривода
- •12.4.Созданиет станкостроения в ссср
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Глава 5. Возникновение в условиях мануфактурного периода предпосылок для создания машинной техники (от XIV в. До конца XVIII в. – начала XIX в.) 112
- •Глава 6. Создание рабочих машин на базе парового двигателя (от конца XVIII в. – начала XIX в. – 70 гг. XIX в.) 143
- •Глава 7. Развитие систем машин на базе электропривода (70е годы XIX века – 30е годы XX века) 182
- •Глава 8. Подготовка и осуществление перехода к автоматическим системам машин. Научно-техническая революция XX в. (1930 г. – настоящее время) 243
- •Раздел 2. История основных машиностроительных технологий в россии 277
- •Глава 9. Развитие техники и технологии ковки и штамповки 277
- •Глава 10. Развитие техники и технологии сварки 289
- •Глава 11. Развитие техники и технологии литья 314
- •Глава 12. Развитие техники и технологии обработки металлов резанием 324
1.2. Определение терминов, связанных с технологией
Слово «технология» произошло от двух греческих слов techhe – искусство, мастерство и logos –понятие, учение.
Технология – совокупность методов обработки и изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции; научная дисциплина, изучающая физические, химические и др. закономерности, действующие в технологических процессах. Технологией называются также сами операции добычи, обработки, транспортирования, хранения, контроля, являющихся частью общего производственного процесса.
В данном учебнике основной упор сделан на изучение машиностроительных технологий.
Машиностроение – комплекс отраслей обрабатывающей промышленности, который включает: общее машиностроение, транспортное машиностроение, радиоэлектронную, электротехническую, приборостроительную промышленность, сельскохозяйственное машиностроение, станкостроение, энергетическое машиностроение и др. таким образом машиностроение поставляет машины и механизмы всем другим отраслям, определяющим технический прогресс страны.
Технология машиностроения – это наука об изготовлении машин требуемого качества в установленном производственной программой количестве и в заданные сроки при наименьшей себестоимости.
Производственный процесс– есть совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления и ремонта продукции.
В производственный процесс входят основные процессы, связанные с изготовлением заготовок деталей машин (литьем, ковкой, сваркой и другими методами), их обработкой (резанием, термической, электрофизической и электрохимической и др.) и сборкой из деталей сборочных единиц и машин в целом, а также вспомогательные процессы, обеспечивающие возможность изготовления продукции (контроль ее качества, транспортирование материалов, заготовок, деталей и оснастки, изготовление приспособлений и инструментов, энергообеспечение и др.). Кроме того, производственный процесс включает в себя все действия по организации снабжения и обслуживания цехов, участков и отдельных рабочих мест, управления всеми подразделениями производства и организации технической подготовки производства.
В техническую подготовку производства входит технологическая подготовка производства – совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства: обеспечение технологичности конструкции изделия, разработку и применение технологических процессов и средств технологического оснащения, применение средств механизации и автоматизации инженерно-технических работ, организацию и управление процессом технологической подготовки производства.
Технологический процесс представляет собой часть производственного процесса, содержащую целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда (заготовок или изделий).
Заготовка представляет собой предмет труда, из которого изменением формы, размера, свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь или неразъемную сборную единицу.
Деталь – это изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборных операций, например винт.
Сборочная единица (узел) – изделие, составные части которого подлежат соединению на предприятии – изготовление сборочными операциями.
В составе производственного процесса технологические процессы располагаются в следующей последовательности:
1. Технологические процессы заготовительного производства – литье, обработки заготовок давлением, порошковой металлургии, первичной обработки проката разных профилей и другие. Основная задача – максимальное приближение формы заготовки к форме детали.
2. Технологические процессы обработки заготовок: резанием, поверхностным деформированием, электрофизические и электрохимические, термические и химико-термические нанесения покрытий и другие. Основная задача – коррекция формы, обеспечение точности и качества деталей.
3. Технологические процессы сборки: пригонки соединений (сварки, пайки, клейки и др.), регулировки и контроль. Основные задачи – сборки машин и обеспечение их качества.
Технологический метод – это совокупность правил, определяющих последовательность и содержание действий при выполнении формообразования, обработки или сборки, перемещения, включая технологический контроль, испытания в технологическом процессе изготовления или ремонта, установленных безотносительно к наименованию, типоразмеру и исполнению изделия.
Обработка – действие, направленное на изменение свойств предмета труда или выполнение технологического процесса.
Формообразование– изготовление заготовки или изделия из жидких, порошковых и волокнистых материалов.
Технологические процессы можно классифицировать по отдельным технологическим методам выполнения: литье, обработки давлением, резания, поверхностного пластического деформирования, термообработки, электрофизической и электрохимической обработки, нанесение покрытий, пригонки и образования соединений при сборке и другие.
Литье – формообразование заготовки или изделия из жидкого материала, заполнением им полости заданной формы и размера.
Ковка – обработка материалов давлением местным приложением деформирующих нагрузок с помощью универсального подкладного инструмента или бойков.
Штамповка – обработка металла давлением с помощью штампа (закрепленного рабочем органе кузнечно-штамповочной машины или не закрепленного). С помощью листовой штамповки изготавливают плоские и объемные тонкостенные изделия из листов, лент, полос. При объемной штамповке металл заполняет полость штампа, приобретая ее форму и размеры.
Термическая обработка – обработка, заключающаяся в изменении структуры и свойств материала заготовки вследствие тепловых воздействий.
Химико-термическая обработка – это процесс диффизионного насыщения поверхностных слоев заготовки различными элементами для придания ей необходимых свойств.
Сварка – это процесс получения …. соединений посредством установления межатомных связей, между частями при их нагревании и (или) пластической деформации.
Пайка – образование соединений с межатомными связями путем нагрева соединяемых металлов (ниже температуры их плавления, их …. припоем, затекания припоя в зазор и последующей его кристаллизации).
Клейка– образование неразъемного соединения при помощи заклепок.
Обработка резанием– это обработка, заключающаяся в образовании новых поверхностей, отделение поверхностных слоев материала с образованием стружки, сопровождаемая деформированием и разрушением поверхностных слоев материала.
Технологическая операция – эта законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.
Рабочее место – элементарная структурная единица предприятия, где размещены исполнители работы, обслуживаемое ими технологическое оборудование, часть конвейера на ограниченное время, оснастка и предметы труда.
Средства технологического оснащения – это совокупность орудий производства, необходимых для осуществления технологического процесса.
Технологическое оборудование – это средства технологического оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещаются материалы и их заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка. Примеры технологического оборудования: литейные и сварочные машины, прессы, станки, печи и т.д.
Технологическая оснастка – это средства технологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса.
Приспособления – это технологическая оснастка предназначенная для установки или направления предмета труда или инструмента при выполнения технологической операции. Примеры приспособлений для установки заготовок на станок: трехкулачковый самоцентрирующий патрон для токарного станка, машинные тиски для фрезерного станка и др. примеры приспособлений для установки режущего инструмента или вспомогательных инструментов: резцедержатели и резцедержавки на токарных станках, патроны или переходные втулки для установки сверла на сверлильных станках и др.
Инструмент – это технологическая оснастка, предназначенная для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния. Примеры инструментов, применяемых для формообразования и обработки: резцы, фрезы, сверла, шлифовальные руги для обработки резанием; бойки и подкладные штампы для ковки; штампы для объемной и листовой штамповки; электроды для электродуговой сварки; формы для литья и др. Примеры инструментов для контроля качества обработки и измерения – измерительных инструментов: штангенциркуль, микрометр, рычажная скоба, индикаторный нутромер и др.
Качество средств технологического оснащения оцениваются так же как и качество любой другой технической продукции, выпускаемой в данном случае предприятиями станкоинструментальной промышленности.
Качество технологических процессов оценивается экономичностью, производительностью, энергоемкостью, материалоемкостью, достигаемой точностью и качеством поверхностного слоя деталей и другими показателями.