Этапы развития технологии машиностроения как науки

 

Минобрнауки России

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

«Нижегородский Государственный Технический Университет

им. Р.Е. Алексеева»

Арзамасский Политехнический  Институт (Филиал)

 

 

 

 

 

Реферат

на тему: «Этапы развития технологии машиностроения как науки»

по дисциплине: «Введение в специальность»

                

 

                                                                                 

 

 

                                                                                                            Выполнил (а):                                                                                                                                                                                                                            

  студент (ка) группы АЗМ 2011-7

                                                                            Паранюшкина О.А.

  Проверил:

  Кузнецова В.В.

 

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………….2

1.Создание механических станков…………………………………...........3

2.Первые труды по технологии машиностроения………………………..5

3.Этапы  развития технологии машиностроения……………………….....7

Заключение…………………………………………………………………11

Литература………………………………………………………………….12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Введение

  Развитию и формированию учебной дисциплины «Технология машиностроения» как прикладной науки предшествовал непрерывный прогресс машиностроения на протяжении последних двух столетий.  
Производственные процессы в древние времена были примитивными. Оружие затачивали с помощью камней, обладающих абразивными свойствами; вначале режущий инструмент удерживали в рабочем положении рукой, а в дальнейшем прикрепляли к рукоятке прутьями деревьев или сухожилиями животных. Одним из достижений того времени явилось использование вращающегося камня - прообраза заточного станка. В дальнейшем вращательное движение применили для изготовления керамических изделий и изделий цилиндрической формы из дерева, костей животных и, наконец, из металла. История возникновения металлообработки в России мало исследована, однако известно, что уже в X в. русские мастера-ремесленники обладали высокой техникой изготовления оружия, предметов домашнего обихода и т. п. Еще в XII в. русские оружейники применяли сверлильные и токарные устройства с ручным приводом и вращательным движением инструмента или обрабатываемой заготовки. В XIV- XVI в.в. для изготовления оружия пользовались токарными и сверлильными станками с приводом от водяной мельницы. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Создание механических станков

В XVI в. в селе Павлове на Оке и в окрестностях г. Тулы существовала металлообрабатывающая промышленность, основанная на использовании местной железной руды. Однако наиболее значительное развитие эта отрасль получила во времена Петра I. Ремесленные мастерские превращались в фабрики и заводы, оборудованные машинами. В этот период (1718-1725) русский механик А. Нартов изобрел для токарного станка механический суппорт, который с помощью зубчатого колеса и рейки перемещался вдоль обрабатываемой детали. А. Нартов также создал ряд других станков оригинальной конструкции (винторезный, зуборезный, пилонасекательный и др.). Одним из выдающихся русских механиков был М. Сидоров, создавший в 1714 г. на Тульском оружейном заводе «вододействующие машины» для сверления оружейных стволов. Тогда же солдат Я.Батищев построил станки для одновременного сверления 24 ружейных стволов, станки для «обтирания» (зачистки) напильниками наружных и внутренних поверхностей орудийных стволов с помощью «водил» от мельничных приводов и др. Работы М. Сидорова и Я.Батищева продолжали мастера-механики XVIII и начала XIX в. А. Сурин, Я. Леонтьев, Л. Собакин, П. Захава и др. 

К тому же времени относится деятельность гениального русского ученого М. В. Ломоносова (1711-1765), который построил лоботокарный, сферотокарный и шлифовальный станки. Изобретатель паровой машины И. И. Ползунов (1728-1764) построил для изготовления некоторых деталей парового котла специальный цилиндро-расточный и другие станки. Русский механик И. П. Кулибин (1735-1818) создал специальные станки для изготовления зубчатых колес часовых механизмов. Первые шаги в механизации производственных процессов относятся также к этому времени. Так, И. И. Ползунов создал простейшее автоматическое устройство, в котором основным элементом является поплавок на поверхности жидкости. Изменение уровня жидкости заставляло поплавок опускаться или подниматься и тем самым производить те или иные действия посредством системы прикрепленных к нему рычагов. В то время военная промышленность была единственной областью массового производства, она положила начало введению принципа взаимозаменяемости в технологию производства. Установлено, что первая инструкция по организации взаимозаменяемого производства была разработана в России и направлена на Тульский завод почти за 25 лет до первых опытов по взаимозаменяемости французского инженера Леблана и почти за 100 лет до съезда английских промышленников, где Витворт сформулировал основные задачи взаимозаменяемости. Вначале на Тульском оружейном заводе были применены медные калибры, а затем по указу Петра I - лекала для независимой обработки сопрягаемых деталей ружья. Известно, что успешному внедрению взаимозаменяемости содействовали русские лекальщики, изготовлявшие лекала и сложные калибры с высокой для того времени точностью и применявшие при изготовлении калибров искусственное старение. В конце XIX и начале XX в. на некоторых предприятиях начали указывать на рабочих чертежах допуски на изготовление деталей. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Первые труды по технологии машиностроения

Начало изучения технологических процессов, т. е. способов обработки заготовок, в результате которых получается готовое изделие, соответствующее по размерам, форме и качеству поверхности требованиям, предъявляемым к его работе, относится к первым годам прошлого столетия. В 1804 г. акад. В. М. Севергин сформулировал основные положения о технологии, в 1817 г. проф. Московского университета И. А. Двигубский издал книгу «Начальные основания технологии, как краткое описание работ на заводах и фабриках производимых». Первым капитальным трудом, посвященным технологии металлообработки, является трехтомный труд проф. И. А. Тиме «Основы машиностроения. Организация машиностроительных фабрик в техническом и экономическом отношении и производство в них работ» (1885). И. А. Тиме впервые сформулировал основные законы резания и установил правильное понимание сущности этого процесса как последовательного скалывания отдельных элементов металла. Его исследования легли в основу науки о резании металлов, которая получила широкое развитие в нашей стране после Великой Октябрьской социалистической революции. Советские инженеры и техники в содружестве с рабочими-новаторами решили важную проблему современною машиностроения - разработали и внедрили в производство резание с большими скоростями и подачами. Советская станко-инструментальная промышленность создала станки различного технологического назначения и усовершенствованные конструкции режущего инструмента, обеспечивающие большую производительность и точность при обработке. Все это позволило советским ученым и инженерам разработать основные закономерности технологических процессов механической обработки. К первым трудам по технологии машиностроения относятся работы А. П. Соколовского, вышедшие в 1930-1932 гг. Обобщением опыта автотракторной промышленности были «Основы проектирования технологических процессов» А. И. Каширина (1933) и «Технология автотракторостроения» В. М. Кована (1935). В 1933 г. Б. С. Балакшин провел теоретические исследования по технологии машиностроения, основные положения и выводы которых, разработанные им в «Теории размерных цепей», дали возможность технологам путем предварительных расчетов решать технологические задачи, обеспечивающие повышение точности изготовления машин. Для создания теоретических основ технологии машиностроения большое значение имели работы Н. А. Бородачева по анализу качества и точности производства, К. В. Вогинова, осуществившего обширные исследования жесткости системы станок-приспособление - инструмент-деталь и ее влияния на точность механической обработки, А. А. Зыкова и А. Б. Яхина, положивших начало научному анализу причин возникновения погрешностей при обработке. В 1959 г. вышли «Основы технологии машиностроения» В. М. Кована, содержащие основные научные положения технологии машиностроения и методику технологических расчетов, общих для различных отраслей машиностроения.  
Задачи экономии металла и повышения производительности труда при механической обработке теоретически обоснованы работами Г. А. Шаумяна по основам расчета производительности обработки на автоматах и автоматических линиях и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Этапы развития технологии машиностроения

 Технология машиностроения как наука прошла в своем развитии через несколько этапов.

 Первый этап, охватывающий период XIX -начало XX в., был ознаменован первыми работами по обобщению накопленного производственного опыта в области металлообработки. Это книга И. А. Двигубского «Начальные основания технологии как краткое описание работ на заводах и фабриках производимых», труд И. А. Тиме «Основы машиностроения» (1885), трехтомник А.П.Гавриленко «Технология металлов» (1861), обобщающий опыт развития технологии металлообработки (долгие годы был основным курсом, используя который, училось несколько поколений русских инженеров).

Второй этап, совпадающий с завершением периода восстановления и началом реконструкции промышленности России (до 1930 г.), характеризуется накоплением отечественного и зарубежного опыта производства машин. В технических журналах, каталогах и брошюрах этого времени публикуются описания процессов обработки различных деталей, применяемого оборудования, оснастки и инструментов. Издаются первые руководящие и нормативные материалы ведомственных проектных организаций страны.

Третий этап относится к периоду 1930 - 1991 гг. и определяется продолжением накопления, обобщения и систематизации производственного опыта, началом разработки общих научных принципов построения технологических процессов и формированием технологии машиностроения как науки в связи с опубликованием в 1933 - 1935 гг. первых систематизированных научных трудов ученых А.П.Соколовского, А И. Каширина, В. М. Кована и А.Б.Яхина. На этом этапе русскими учеными и инженерами были разработаны основополагающие принципы построения технологических процессов и заложены основные теоретические положения технологии машиностроения:

    типизация технологических процессов (А.П.Соколовский, М.С.Красильщиков, Ф.С Демьянюк и др.);

    теория базирования заготовок при обработке, измерении и сборке (А.П.Соколовский, А.П.Знаменский, А.И.Каширин, В. М. Кован, А.Б.Яхин и др.);

    методы расчета припусков на обработку (В. М. Кован, А. П. Соколовский, Б.С.Балакшин, А.И.Каширин и др.);

    жесткость технологической системы (К. В. Вотинов, А П. Соколовский);

    расчетно-аналитический метод определения первичных погрешностей обработки заготовок (А П. Соколовский, Б. С. Балакшин, В.С.Корсаков, А.Б.Яхин и др.);

    методы исследования точности обработки на станках с применением математической статистики и теории вероятностей (АА. Зыков, А.Б.Яхин).

Четвертый этап, охватывающий годы Великой Отечественной войны и послевоенного развития (1941 - 1970), - период наиболее интенсивного развития технологии машиностроения, разработки новых технологических идей и формирования научных основ технологической науки. Глубокому научному анализу, теоретической проработке и практической проверке подверглись принципы дифференциации и концентрации операций, методов поточного производства в условиях серийного и крупносерийного изготовления военной техники, методы скоростной обработки металлов, применение переналаживаемой технологической оснастки и ряд других технических новинок.

В эти годы формируется современная теория точности обработки заготовок и подробно разрабатывается расчетно-аналитический метод определения погрешностей обработки и их суммирования; совершенствуются методы математической статистики для анализа точности процессов механической обработки и сборки, работы оборудования и инструмента (Н.А.Бородачев, А.И.Яхин и др.). Начаты работы по анализу микрорельефа обработанной поверхности при использовании абразивного инструмента (Ю. В.Линник, И.В.Дунин-Барковский и др.). Получили дальнейшее развитие работы по созданию ученья о жесткости технологической системы и ее влиянии на точность и производительность механической обработки с широким внедрением методов расчета жесткости в конструкторские и технологические расчеты при проектировании станков и инструментов.

В это время проводятся теоретические и экспериментальные исследования качества обработанной поверхности (наклепа, шероховатости, остаточных напряжений) и их влияния на эксплуатационные свойства деталей машин (П. Е. Дьяченко, А. И. Исаев, А.Н.Каширин, И.В.Крачельский, А.А.Маталин, А.В.Подзей, Э. В. Рыжов, А. М. Сулима и др.). Формируется новое научное направление - изучение технологической наследственности (А.М.Дальский, А. А.Маталин, П. И.Яшерицын).

Большое внимание в этот период стало обращаться на проблему организации поточных и автоматизированных технологических процессов обработки заготовок в серийном и массовом производстве. Групповой метод технологии и организации производства был разработан и внедрен в производство С.П.Митрофановым; В. В. Бойцовым и Ф.С. Демьянюком созданы теоретические основы поточно-автоматизированного производства на базе типизации технологических процессов и классификации обрабатываемых деталей; подробно разрабатывается построение структур технологических операций (В.М.Кован, В.С.Корсаков, Д. В.Чарнко).