книги из ГПНТБ / Муслин Е.С. Металл меняет форму

Чтобы избавиться от пыли, воздух в последнее время ста­ ли все чаще заменять водой, тем более, что добавляя в воду химически активные вещества, разъедающие металл, можно резко увеличить скорость обработки. Но как быть, если нужно удалить нагар и окись углерода с поршней и цилиндров двигателей внутреннего сгорания, если нужно очистить загрязнившиеся самолетные детали или отполи­ ровать шарикоподшипник, не поцарапав его поверхности? Для этой цели в США начали применять кофейные и ри­ совые зерна, ореховую скорлупу, дробленую древесину или кукурузные початки, расколотые абрикосовые кос­ точки. Увлекаемые воздушной струей, вырывающейся под давлением в 5—6 атмосфер, растительные частички чис­ тят и полируют металл, не оставляя на нем рисок.

Полирует магнитное поле

Абразив плавает в машинном масле

Швейцарские машиностроители предложили новый способ полировки деталей сложной конфигурации. Обра­ батываемые детали крепятся в контейнере из какогонибудь диамагнитного материала, например меди. Сво­ бодное место в контейнере заполняют машинным маслом, в котором плавают стальные пылинки, играющие роль абразива. С обеих сторон концы контейнера охвачены соленоидами, через которые поочередно пропускают электрический ток. Возникающие магнитные поля застав­ ляют стальные частички бросаться то в одну, то в другую сторону, полируя при этом детали. Чтобы ускорить поли­ ровку, сверху ставят еще один соленоид, питаемый высокочастотным переменным током. Дополнительный соленоид нарушает прямолинейное движение пылинок, заставляет их стремительно скакать вверх и вниз, описы­ вая тысячи синусоид.

150

Металл 3под прессом

Обработка металлов давлением — один из древнейших технологических методов. Ковка, волочение были извест­ ны людям за тысячи лет до нашей эры. Сейчас этот вид обработки переживает вторую молодость. Экструзия, штамповка в жидком расплаве, формовка под водой, в магнитном поле — по количеству усовершенствований и изобретений, по их экономической эффективности «давленцы» идут, пожалуй, впереди всех других машиностро­ ителей.

151

Наперегонки с секундомером

Фокусы в доме техники. Штамповка и книгопечатание

Люди, сидевшие в тот памятный день в зале Ленин­ градского дома техники, были просто поражены. А ведь это были не какие-нибудь зеленые новички, не нюхавшие машинного масла. Нет, здесь собрались старые завод­ ские волки, мастера, инженеры, начальники цехов — вете­ раны с большим производственным опытом.

У стены стояла доска, а около нее человек с мелом в руке. По желанию публики он рисовал на доске замысло­ ватые детали самых причудливых форм и, повинуясь выкрикам из зала, проставлял размеры. Его помощники, несколько молодых рабочих, тут же неторопливо вози­ лись с какими-то приспособлениями. Как только переста­ вал скрипеть мел, человек под гром аплодисментов пока­ зывал публике готовую металлическую деталь. Ровная, без царапинок и задиров, она точно соответствовала чер­ тежу, изображенному на доске.

Таким убедительным образом продемонстрировал ленинградский механик В. М. Богданов, ныне заслужен­ ный изобретатель РСФСР, возможности изобретенного им нового метода штамповки (авторское свидетельство 126458). Чтобы понять, в чем его суть, давайте вспомним об одном фокусе, который пользуется неизменным успе­ хом у посетителей эстрадных концертов. Артист, проха­ живаясь по залу, просит зрителей называть ему на ухо имена писателей, ученых, артистов, изобретателей любых времен и народов. А его партнерша на эстраде незамед­ лительно произносит эти имена вслух. Очевидно, он ей подсказывает. Но как? Ведь все, что он говорит, это одни и те же три слова: быстрее, пожалуйста, думайте. Но оказывается, даже трех слов совершенно достаточно. Варьируя порядок, в котором они произносятся, меняя

152

интонацию, удлиняя или укорачивая паузы, артист может передать партнерше все нужные сведения. Впрочем, если вдуматься, то ничего удивительного в этом нет: тире и точка, единица и ноль, плюс и минус, да и нет — любой пары условных знаков достаточно, чтобы до дна вычер­ пать безбрежные океаны информации, которыми распо­ лагает человечество. Правда, в отличие от вычислитель­ ных машин и телеграфных аппаратов, люди пользуются более сложным кодом — алфавитом, но и он насчитывает всего три десятка стандартных букв.

Различные сочетания из этого весьма ограниченного набора знаков и позволяют печатникам набирать любой текст. А теперь загляните в первый попавшийся штампо­ вочный цех. Вы увидите на стеллажах сотни и тысячи разных штампов — для каждой детали свой штамп. Пред­ ставляете, как затруднилось бы книгопечатание, если бы каждому слову (а слов можно насчитать миллионы) со­ ответствовал свой неповторимый иероглиф. У штампов­ щиков же положение еще хуже: разнообразие деталей вообще беспредельно. Заслуга изобретателя книгопеча­ тания Гутенберга в том, что он предложил набирать текст из отдельных букв — литер. У Вячеслава Михайло­ вича Богданова, сделавшего аналогичное изобретение в листовой штамповке, положение было еще хуже: у него не было даже букв. Для начала предстояло изобрести алфа­ вит. С этого он и начал.

Как легко заметить, контур любой детали состоит из простейших элементов: прямых, кривых и окружностей. Эти элементы и являются алфавитом штамповщика. Теперь понятно, что если у нас имеются буквы этого свое­ образного алфавита — отдельные штампы, пригодные для обработки прямых, углов, пазов, закруглений, то с их помощью можно набрать и законченный «текст» — выру­ бить деталь нужной формы. Чтобы обойтись минималь­

153

ным числом штампов, на диаметры отверстий и закругле­ ний, ширину пазов и углы Ленинградский институт тех­ нологии машиностроения выпустил специальную нормаль, устранившую излишнее разнообразие.

Практика показала, что 8—10 раз и навсегда изготов­ ленных универсальных штампов (для прямых линий, для обрезки концов деталей и прямых углов по радиусу, для пробивки отверстий и т. д.) позволяют вырубить почти любую деталь.

Универсальные штампы, предложенные Богдановым, бывают двух типов. Одни, предназначенные для обработ­ ки прямолинейных пазов и контуров, снабжены регулиру­ емыми упорами, микрометрическими винтами, лимбами и нониусами, позволяющими настраивать их на нужный размер. Другие, служащие для вырубки отверстий и кри­ вых с замкнутым контуром, перенастраивать нельзя. За­ то они снабжены сменными матрицами и пуансонами разных размеров. Изобретение Богданова без всякого преувеличения можно назвать технической революцией в холодной штамповке, настолько оно удешевляет и ускоря­ ет производство, открывает принципиально новые воз­ можности. Действительно, раньше да и теперь на многих заводах, где не знакомы с новым методом, штампуют лишь массовые, серийные детали. Детали индивидуально­ го и мелкосерийного производства до сих пор делаются вручную. Возникло прямо-таки парадоксальное положе­ ние: опытные и экспериментальные заводы, занятые со­ зданием самых новых и совершенных машин и приборов, заводы, на которых работают самые опытные и знающие инженеры, изобретатели, стали напоминать кустарные мастерские. Ведь каждый головной образец выполняется только в одном, в лучшем случае в несколько экземпля­ рах, а делать сложный дорогой штамп ради 3—4 деталей нет никакого смысла. Тем более, что конструктора то и

154

дело вносят в чертежи изменения. И вот рядом с научны­ ми лабораториями, электронными микроскопами, сверх­ чувствительными интерферометрами, вычислительными машинами располагаются «кустари», причем эти куста­ ри — слесари очень высокой квалификации. Целыми дня­ ми пилят они вручную металл, сверлят отверстия, береж­ но зачищают шкурками кромки — детали опытного про­ изводства должны быть качественными и точными. На какую-нибудь панельку размером 15 на 20 миллиметров, имеющую с десяток отверстий и фасонных вырезов, от­ штамповать которую можно было бы за секунду, рабочий тратит несколько часов напряженного труда. Пока он ее разметит, накернит, обсверлит по контуру вырезы, зачис­ тит... Не забудьте, что допуски в лучшем случае не пре­ вышают пяти-десяти сотых. Кроме того учтите, что удель­ ный вес мелкосерийной опытной промышленности, уже и сейчас довольно большой, с каждым годом растет и рас­ тет. Соответственно все больше высококвалифицирован­ ных лекальщиков становятся кустарями, вынуждены заниматься малопроизводительным ручным трудом. А главное, замедляется дальнейший прогресс. Технологи­ ческие трудности по рукам и ногам сковывают конструк­ торов, цехи не поспевают за полетом инженерной мысли...

Метод Богданова разом решает все эти проблемы. Во-первых, полностью отпадает технологическая подго­ товка. Получив чертеж новой детали, технолог просто подбирает нужные штампы, указывает, на какие размеры их настроить, намечает последовательность операций и, заполнив технологическую карту, сдает ее в цех. Посколь­ ку настройка универсальных штампов занимает от одной до пяти минут, а установка их на прессы не намного больше, работу можно начать немедленно. Что касается самой штамповки, то при небольших партиях она почти не занимает времени.

155

На первом штампе обычно обрабатывают прямолиней­ ные кромки. На втором — обрезают детали по радиусу,

новки размеров на чертеже этот порядок может, конечно, меняться.

Специально проведенные опыты показали, что поэле­ ментная штамповка обеспечивает 4-й, а иногда 3-й класс точности. Отличные результаты, особенно если учесть быстроту изготовления.

Но самое сенсационное в методе Богданова — его эко­ номическая эффективность, основной критерий полезно­ сти любого технического новшества.

Штамповка по элементам на универсальных штампах при мелкосерийном производстве в 8—10 раз удешевляет детали. На одном из ленинградских заводов, где был организован участок поэлементной штамповки, за шесть лет с помощью всего нескольких универсальных штампов были отштампованы 12000 разных типов деталей, пример­ но по 160 типов в месяц. При обычных методах для этого пришлось бы изготовить 4500 (!) специальных штампов На их проектирование конструкторы затратили бы 45 ты­ сяч часов, на изготовление ушло бы свыше полумиллио­ на часов. Было бы потрачено 180 тонн инструментальной стали и чугуна. Так что в этом случае экономия только на материале составила свыше 200 тысяч рублей. Сумма не­ малая.

Ну, а если у вас на заводе участка поэлементной штамповки еще нет? Есть ли смысл его заводить?

Пусть вам нужно изготовить 1000 наименований дета­ лей по 500 штук каждого. При обычном способе понадо­ билось бы 1000 штампов (в среднем по два штампа на деталь). 8 конструкторов спроектировали бы их за 10 месяцев, месяц ушел бы на то, чтобы закончить их изго-

156

сячи лекций, а бюро технической информации завода, где он работает, разослало 2000 комплектов чертежей. Изо­ бретательская судьба Вячеслава Михайловича сложилась своеобразно. Сделав для производства больше многих дипломированных специалистов, Богданов так и не полу­ чил никакого технического образования. Произошло это вовсе не потому, что он обязательно решил остаться «простым» рабочим или дал неразумный обет никогда не изучать математики, физики, сопромата, а потому, что вначале мешала нужда, потом война, многолетняя служ­ ба в армии, болезни, наконец, возраст — сейчас ему уже под шестьдесят. Сам Вячеслав Михайлович думает, и в этом с ним легко согласиться, что, будь у него образова­ ние, он сделал бы еще больше изобретений, а труда на них затратил бы меньше. Так или иначе, у него сейчас около 20 авторских свидетельств, всего же он внедрил в производство свыше 300 изобретений и рацпредложений.

Первое свое изобретение В. М. Богданов сделал еще до войны в... трамвае. Вместе с другим рабочим он придумал автоматический выключатель, обезопасивший работу сверловщиков. В ту же ночь были готовы эскизы и описа­ ние, а наутро все материалы друзья отослали в Москву. Авторское свидетельство 55562 застало изобретателя уже на фронте.

После войны, работая слесарем-механиком, Богданов собственными руками изготовил свои первые штампы. Его выработка сразу подскочила в несколько раз, и это обсто­ ятельство очень насторожило перестраховщиков-финан- снстов из отдела труда и зарплаты. Зато все остальные, начиная от директора и главного технолога и кончая ра­ бочими и мастерами, дружно поддержали его. Богданова освободили от основной работы, дали ему в помощь кон­ структора, слесарей, словом, как говорится, создали усло­ вия. Сейчас у пего в подчинении целая группа, и завод не

158

прогадал на этом. Созданная группой оснастка позволяет мгновенно переходить с одного вида продукции на дру­ гой, почти нс затрачивая времени на перестройку.

За свои изобретения Богданов награжден серебряной медалью ВДНХ, премией НТО приборостроителей. Ука­ зом от 9 марта 1963 г. Президиум Верховного Совета РСФСР присвоил ему звание заслуженного изобретателя РСФСР.

Поэлементная штамповка сейчас внедрена на Ленин­ градском оптико-механическом заводе, «Красногвардей­ це» и многих сотнях (а могли бы быть тысячи) других предприятий. Годовая экономия на каждом из них соста­ вила в среднем 40 тысяч рублей, на крупных — до 200 тысяч.

Как сделать пресс на 1000000 тонн

Тысячекратное снижение веса оборудования. Наполеон и инженер Молар. Новый технологический процесс — термопрессование

Фундамент здания Музея искусств и ремесел в Париже был испорчен до такой степени, что стены главного зала постоянно оседали, выдавались наружу и даже угрожали падением. Наполеон I приказал произвести исследование и представить смету издержек на поправку здания. Спе­ циальная комиссия после тщательных изысканий предло­ жила сломать стены, заложить новый фундамент поглуб­ же и вывести на нем новые стены. Расходы должны были составить 10 миллионов франков. Наполеону это показа­ лось много, и дело остановилось. Через год опять загово­ рили об этом и показали Наполеону всю опасность, ка­ кой могли подвергнуться и жители, и посетители здания, если оставить его без исправлений. Снова созвали комис-

159