Часть 2 Технология машиностроения как теоретическая основа станкостроения Раздел 3 роль технологии машиностроения в истории инженерной деятельности

3.1 Терминология раздела, история формирования

Инженерная деятельность неразрывно связана с понятием – ТЕХНОЛОГИЯ.

Технологии составляют основу отраслей производства, среди которых основную роль в производстве орудий производства и важнейших предметов потребления играет отрасль

М а ш и н о с т р о е н и е

Последовательно рассмотрим формирование и краткую историю развития понятий –

технология машиностроения, технология

Историческая справка.

ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Никакая отрасль народного хозяйства, выполняя работы по добыче полезных ископаемых, их переработке или изготовлению необходимой продукции, не может обойтись без машин, механизмов, приборов и другой продукции машиностроения. В связи с особенной важностью этой отрасли во всех развитих странах темпы ее роста всегда были выше темпов роста промышленности в целом.

Один из выдающихся ученых технологов профессор Б.С.Балакшин назвал машиностроение главным технологом всех отраслей народного хозяйства. В связи с этим оно должно на базе новейших достижений науки и техники беспрестанно разрабатывать новые технологические процессы, для осуществления которых нужно создавать и выпускать в необходимых количествах орудий производства и машины, которые отвечают своему служебному назначению при наименьшей себестоимости.

Технология машиностроения - отрасль науки, что занимается изучением закономерностей, которые действуют в процессе изготовления машин, с целью использования этих закономерностей для обеспечения качеств машин при наименьшей себестоимости.

Слово "технология" заимствованная из греческого языка (techne - искусство, мастерство; logos - обучение, учение, наука) и в переводе означающая - наука о мастерстве или обучении, учении, о ремесленном искусстве.

Развитие технологии машиностроения как науки связанный с появлением большой промышленности. Исторический путь развития и усовершенствования технологии машиностроения является темой самостоятельного исследования и может составить целый раздел истории развития человеческого общества. Начало приобретения человеком навыков и знаний по обработке материалов и изготовлению из них изделий можно смело отнести до времен первобытного общества. На протяжении многих веков шло накопление этого опыта. В прошлом технология машиностроения получила наибольшее развитие в мастерских и заводах, где изготовлялись различные виды оружия в количествах больших, чем любые другие изделия. История хранит много уникальных достижений технологии. Практически во всех исторических музеях можно встретить коллекции древнего оружия. Более 400 лет находится в Московском Кремле знаменитая Царь-пушка массой 40 тонн, отлитая Андреем Чеховим в 1587году и Царь-колокол массой 200 тонн, изготовленный знаменитыми литейными Иваном и Михаилом Моториними в первой половине ХV111 века. В 1761 году на Тульском заводе ружей впервые в мире было разработано и внедрено изготовление взаимозаменяемых деталей и их измерение калибрами.

Развитием технологии машиностроения занимались много выдающихся личностей: А.К. Нартов (1693-1756), М.В. Ломоносов (1711-1765) и многие другие. Как правило, это были разносторонне опытные люди. Например, А.К. Нартов - "Петра Великого механик и токарного искусства учитель" не только сам изобретал станки, в том числе и токарный станок с механическим суппортом, машины для монетного двора, механизм для подъема Царя-дзвона массой 200 т., но и в 1742-1743 г. руководил Академией наук и искусств. Разнообразие таланта М.В. Ломоносова представлять не должно содержания. Имя этого гения известно всем еще со школьной скамьи.

Накопленный опыт был впервые описан профессором Московского университета И.В. Двигубским, который выпустил в 1807 году книгу "Начальные основания технологии или краткое описание работ на заводах и фабриках выполняемых".

Последующее обобщение опыта и развитие технологии машиностроения связаны с выходом капитального труда профессора И.И.Тиме (в 1838-1920 г.) - "Основы машиностроения, организация машиностроительных фабрик в техническом и экономическом отношении и производство работ на них", которая была напечатана в 1885 г. в трех томах. Научный труд профессора А.П. Гавриленко (в 1861-1914 г.) "Технология металлов" долгие годы была основным курсом подготовки нескольких поколений российских инженеров.

И все таки основные достижения технологической науки приходятся на 20 век. Предпосылками этому является бурное развитие промышленности, появление сети проектных институтов, увеличения сети высших и средних специальных заведений, школ, курсов мастеров и рабочих. Одним из главных основоположников науки “Технология машиностроения” является профессор А.П. Соколовский. Его первые научные труды вышли в 1930-1932 г. Приблизительно в это время появляются работы профессоров О.И. Каширина и В.М. Кована, которые обобщили к тому времени опыт автотракторной промышленности. В 1933 году проф. Б.С. Балакшин публикует результаты своих теоретических исследований по теории размерных цепей, что обеспечило повышение качеств и точности изготовления машин. Начало научному анализу причин возникновения погрешностей обработки и сборки положили работы профессоров М.А. Бородачева, К.В. Вотинова, А.А. Зыкова, А.Б. Яхина и других ученых. В 1959 году вышел из печати учебник профессора В. М. Кована "Основы технологии машиностроения", который содержал основные научные положения технологии и методики решения технологических задач, общих для различных машиностроительных отраслей.

На развитие технологии машиностроения оказывали и оказывают существенное влияние достижения выдающихся специалистов других смежных наук. К наиболее известным из них нужно отнести таких выдающихся ученых.

В.И. Дикушин - академик, Герой Социалистического труда, руководитель проекта агрегатирование станков, главный инженер проекта первого автоматизированного завода поршней, директор института ЭНИМС;

Л.Ф. Верещагин - академик, Герой Социалистического труда, руководитель работ, которые привели к созданию в 1960 г. искусственных бриллиантов;

В.Н. Бакуль - академик, Герой Социалистического труда, руководитель работ из реализации промышленного синтеза бриллиантов. В Киеве им был создан институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля.

Е.О. Патон - академик, Герой Социалистического труда, один из творцов Дрезденського вокзала, специалист мостостроитель. В 60 лет изменяет направление научных интересов и занимается электросваркой. Организатор первого в мире института электросварки в г. Киеве, который в настоящее время носит его имя. В 70 летнем возрасте изобрел способ сварки под флюсом. В 80 лет (в 1950 г.) руководит проектированием и строительством первого в стране цельносварного моста через Днепр. Мост назван именем Е.О.Патона.

Л.М. Кошкин – академик, автор создания оборудования принципиально нового типа – роторных и роторно-конвеєрних линий в которых процессы обработки заготовок проводятся в процессе их транспортировки.

А.О. Маталин - д.т.н., профессор – положил начало школе по исследованию технологических средств обеспечения качеств поверхности и изучения их влияния на эксплуатационные характеристики детали.

В.С. Корсаков - д.т.н., профессор - разрабатывал теоретические вопросы проектирования приспособлений, расчета точности технологических процессов, вопроса их автоматизации.

Б.С. Балакшин - д.т.н., профессор - Лауреат Ленинской премии в 1972 году, как уже упоминалось выше, родоначальник размерного анализа, руководитель работ по адаптивному управлению станками.

С.П. Митрофанов - д.т.н., профессор - Лауреат Ленинской премии в 1957 году, автор идеи групповой формы организации серийного производства как развитие идеи профессора А.П. Соколовского относительно типизации технологических процессов.

Г.К. Горанский – член- корреспондент АН БССР - один из первых идеологов создания систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП).

Этот перечень самых выдающихся ученых в области ТМ можно продолжать. В настоящее время научные исследования в этой сфере проводятся во многих исследовательских и учебных заведениях различных городов Украины, России, а также в других городах как ближнего, так и дальнего зарубежья.

Зарождение технологии машиностроения, как отрасли науки связывают появлением трудов, содержащих описание опыта производственного процесса.

Впервые сформулировал положение о технологии и определил, что «технология – наука о ремеслах и заводах» в 1804 г. Академик В.М.Севергин. А в 1817 г. впервые был изложен опыт производства профессором Московского университета И.А. Двигубским в книге «Начальные основания технологии или краткое описание работ, на заводах и фабриках производимых».

Дальнейшее описание выполнено Тиме И.А. (1838-1920 г.г.) в первом капитальном труде «Основы машиностроения. Организация машиностроительных фабрик в техническом и экономическом отношении и производство в них работ», вышедшим в 1885 г. Позже Гавриленко А.П. (1861-1914г.г.) создал курс «Технология металлов».

Затем появились работы не просто обобщающие опыт, но и выявляющие общие зависимости и закономерности. Соколовский А.П. в 1930-1932 г.г. издал первый труд по технологии машиностроения. В 1933 г. появился труд Каширина А.И. «Основы проектирования технологических процессов» и «Теория размерных цепей», разработанная Балакшиным Б.С., а в 1935г. – «Технология автотракторостроения», в котором Кован В.М. и Бородачев Н.А. занимались анализом качества и точности производства. Исследованием жесткости, применительно к станкам, в 1936 г. занимался Вотинов К.В. Работы Зыкова А.А. и Яхина А.Б. положили начало анализу причин возникновения погрешностей при обработке. В 1959 г. Кован В.М. разработал методику расчета припусков. Исследования в области технологии машиностроения продолжили Глейзер Л.А., Корсаков В.С., Колесов И.М., Чарнко Д.В. и др.,

Технология машиностроения как наука (в современном понимании) прошла в своем развитии несколько этапов. Маталин А.А., автор одного из учебников по технологии машиностроения, выделяет четыре этапа.

Первый этап (до1929-1930г.г.) характеризуется накоплением отечественного и зарубежного производственного опыта изготовления машин. Публикуются описания процессов обработки различных деталей, применяемого оборудования и инструментов. Издаются руководящие и нормативные материалы ведомственных проектных организаций страны.

Второй этап (1930-1941г.г.) характеризуется обобщением и систематизацией накопленного производственного опыта и началом разработки общих научных принципов построения технологических процессов.

Третий этап (1941-1970г.г.) отличается интенсивным развитием технологии машиностроения, разработкой новых технологических идей и формированием научных основ технологической науки.

Четвертый этап – с 1970 г. По настоящее время отличается широким использованием достижений фундаментальных и общеинженерных наук для решения теоретических проблем и практических задач технологии машиностроения.

Современное представление технологии машиностроения – это отрасль технической науки, которая изучает связи и закономерности в производственных процессах изготовления машин.

Технология (от греческих слов «τεχυη» - мастерство и «λόγός» -слово, знание) - означает буквально - «знание мастерства», или,- знаю как сделать».

Итак, «технология» - это свод знаний о процессе, например, о процессе изготовления изделия, обладающего определенными потребительскими качествами. Технология совершается по определенным правилам и ее могут повторить многие люди владеющие такими знаниями.

Какие же технологии следует считать наиболее древними в истории человечества.

«Древнюю историю и предисторию человечества подразделяют главным образом на четыре эпохи - каменную, медно-каменную (энеолит), бронзовую и железную... названия этих эпох определяет лишь основной для каждой цивилизации материал ...» Это строки из статьи доктора технических наук Ларикова Л.Н., профессора, заслуженного деятеля науки Украины, заведующего отделом института металлофизики Национальной академии наук Украины (см. журнал «Металознавство та обработка металів № 1 1997г., ст. 67-74. Бронза стародавна і сучасна. Л.Н. Лариков»)

Однако эти эпохи отличались также и по основным технологиям.

В железный век основной технологией была обработка металла давлением, а именно, горячая обработка давлением - ковка.

В бронзовый век основной технологией было литье - литье в землю.

В более древние эпохи медно-каменном (энеолите) и каменном (неолите) основными материалами, которые использовал и обрабатывал человек, были камни и природные металлы - свинец, медь, золото и метеоритные металлы.

Какими способами обрабатывал эти материалы древний человек? Ведь литье, как технология появилась в бронзовый век, т.е. значительно позже энеолита и, тем более, неолита.

В раскопках наиболее древних поселений человека находят в основном каменные орудия (наконечники стрел, ножи), изготовленные из кремней или обсидиана (вулканическое стекло). Изготовлены эти наконечники стрел, ножи, топоры, ударами каменных тел друг по другу. Форма предмета получена путем скола отдельных частичек материала. В современных представлениях эта технология может быть отнесена к абразивной обработке резанием. И хотя в результате такой обработки древний человек не всегда получал орудие требуемой формы, однако он действовал целенаправленно, осмысленно и добивался повторения своего результата. Значит это уже была технология! А что касается надежности изготовления предмета требуемой формы, то и сейчас при абразивной обработке резанием не всегда получается то, что хочется. Право на брак и сейчас общепризнано, как неизбежность. Не так уж и далеко мы ушли от своих предков.

А самородные материалы - золото, свинец, медь - в то давнее время обрабатывали методом ковки - т.е. методом холодной обработки металлов давлением. Что же раньше появилось в человеческой практике - технология абразивной обработки резанием или холодная обработка металлов давлением?

Современная наука не располагает сведениями на этот счет, да и вряд ли приоритет какой-либо технологии будет доказан. Примиримся с версией о равновероятном равенстве обеих технологий.