Введение

Машиностроение – это та отрасль промышленности, которая обеспечивает средствами труда все остальные отрасли реальной экономики, а так же всех членов общества бытовой техникой, машинами и устройствами индивидуального пользования, повышающих комфортность быта и общественной жизни.

Отрасль прикладной науки, занимающаяся изучением закономерностей явлений, действующих в процессе изготовления машин, с целью использования этих закономерностей для обеспечения требуемого качества машин и наименьших затрат на их производство, называется технологией машиностроения.

Таким образом объектом изучения технологии машиностроения является процесс изготовления машины, а предметной областью – те явления и их закономерности, которые оказывают влияние на качество производимых машин и на затраты на их производство.

Как и всякая прикладная наука, технология машиностроения выросла из практики. Наибольшее развитие процессов изготовления машиностроительной продукции в прошлом получило в оружейных мастерских и заводах. В 1587 году русский мастер Андрей Чохов отлил знаменитую Царь-пушку, которая хотя и не стреляла ни разу, свидетельствует нам сегодня об уровне технологии литейного дела в ХVI веке. В 1632 году около Тулы были построены заводы для изготовления литых пушек, стволы которых высверливались и растачивались. В 1615 году в России была изготовлена первая пушка с нарезным стволом. При Петре I в созданной им академии работал великий русский мастер и умелец А.К. Нартов, который разработал ряд технологических процессов изготовления артиллерийского и стрелкового оружия и создал для их осуществления оригинальные станки и инструменты. А.К. Нартов создал первый в мире токарный станок с механическим приводом суппорта, что можно считать первым шагом на пути автоматизации технологических систем. В ХVIII веке (1761 год) на Тульском оружейном заводе впервые в мире было разработано и внедрено измерение изготовленных деталей жесткими калибрами, что существенно повысило производительность производства при обеспечении требуемого качества.

Аналогичные примеры можно привести и из истории таких промышленно развитых стран как Англия, Франция, Германия и др. Отечественная и мировая история развития техники и технологии – это предметная область увлекательной части исторической науки.

Накопленные знания и опыт мастера передавали из поколения в поколение своим ученикам в ходе совместной работы. Обучение всегда было практическим. Использование накопленного опыта ограничивалось кругом учеников, в лучшем случае он распространялся в пределах одного предприятия. С началом промышленной революции в XIX веке началось изучение и обобщение такого опыта в масштабе всего машиностроения. В России первая книга, в которой описывался накопленный опыт промышленности, была издана в 1807 году. Называлась она «Начальные основы технологии или краткое описание работ, на заводах и фабриках производимых», ее автор – профессор Московского университета И.В. Двигубский. В 1885 году профессор И.И. Тиме выпустил капитальный труд в трех томах «Основы машиностроения, организация машиностроительных фабрик в технологическом и экономическом отношении и производство работ». Профессор А.П. Гавриленко выпустил в начале ХХ века учебник «Технология металлов», по которому учились несколько поколений русских инженеров. В XIX и начале ХХ века под технологией машиностроения понималась техника производства машин. Предметная область технологии машиностроения включала оборудование, инструмент, приспособления, процессы производства заготовок, процессы обработки деталей и сборки машин, транспортировки и испытаний, проектирование участков, цехов и заводов, организацию и управление, экономику. Другими словами, технология машиностроения охватывала весь производственный процесс.

Создание и развитие крупных машиностроительных производств в мире и в СССР в ходе индустриализации страны сопровождалось горизонтальным и вертикальным разделением труда. Горизонтальное разделение труда привело к выделению из технологии машиностроения в отдельные области знания и соответствующие инженерные специальности технологий заготовительных производств: технология и оборудование производства отливок, технология и оборудование обработки металлов давлением, технология и оборудование термической обработки, технология и оборудование сварочного производства и т. д. В ходе вертикального разделения труда из технологии машиностроения выделились в отдельные специальности и области научного знания: организация и управление предприятием, экономика предприятия и др. В последней четверти ХХ века из технологии машиностроения выделились в отдельные специальности «Металлорежущие станки», «Инструментальные системы машиностроительных производств». Предметная область технологии машиностроения как науки, так и специальности (практики) сузилась и охватывает сегодня процессы производства деталей из заготовок и сборки из них машин, т.е. процессы механосборочного производства.

Строительство в СССР в 30-е годы прошлого века крупных машиностроительных заводов потребовало обеспечения их инженерными кадрами. Для их подготовки в начале 30-х годов в стране был создан ряд инженерных вузов, где была организована массовая подготовка инженеров-технологов для различных переделов машиностроительного производства. В эти годы вышел ряд учебников по технологии машиностроения, в которых описывался и обобщался опыт отдельных отраслей: «Технология автотракторостроения» проф. В.М Кована, «Технология станкостроения» Б.С. Балакшина, и др.

В 1938 г. Проф. А.П. Соколовский выпустил учебник под названием «Основы технологии машиностроения» содержащий, в основном, описание технологии обработки типовых деталей. Примерно таким же был учебник проф. В.М. Кована «Технология машиностроения», вышедший в 1944 г. Технология машиностроения как учебная дисциплина представлялась сборником лучших рецептов изготовления различных деталей, и лучшим технологом мог стать тот, кто хорошо ориентировался в этом, выражаясь современным языком, банке данных.

Но параллельно с этим шел процесс научного осмысления процессов и явлений, протекающих в технологических системах и во всем технологическом процессе. Уже в указанных учебниках фрагментарно содержались результаты этих научных поисков, более подробно и обширно научные основы технологии машиностроения дискутировались в научных изданиях и научной периодике. Проф. А.П. Соколовский и его ученики разрабатывали учение о жесткости станков и ее влиянии на точность обработки деталей, проф. Б.С. Балакшин разрабатывал основы теорий базирования и размерных цепей, в трудах Н.А. Бородачева, В.М. Кована, Б.С. Балакшина, А.Б. Яхина и др. формируется теория точности обработки на основе изучения первичных погрешностей и методов их суммирования в получаемом размере, в трудах И.В. Дунина-Барковского, Ю.В. Линника, П.Е. Дьяченко, А.И. Исаева, Б.И. Костецкого, И.В. Крагельского, И.В. Кудрявцева, А.А. Маталина и др. формируется учение о качестве поверхности детали и его влиянии на эксплуатационные свойства машины, в трудах Д.В. Чарнко, Ф.С. Демьянюка, В.В. Бойцова, С.П. Митрофанова и др. разрабатываются основы построения технологических операций и процессов в массовом поточном и серийном производствах, закладываются основы построения гибких технологий.

Развитие технологии машиностроения как науки привело к тому, что общая учебная дисциплина «Технология машиностроения» разделилась на две:

  1. «Основы технологии машиностроения», в которой рассматриваются:
    • задача достижения требуемого качества машины и средства ее решение: теория базирования и ее приложения, теория размерных цепей и размерный анализ технологических процессов и операций, учение о качестве поверхности, управление точностью обработки деталей;
    • задача достижения минимума затрат на производство машины и средства ее решения: понятие и структура технологической себестоимости, технологические возможности снижения затрат на материалы (методы расчета припусков и размеров заготовок), затраты времени на рабочем месте и пути их снижения как средства повышения производительности труда и сокращения затрат живого труда на производство машины, экономическое обоснование выбора варианта технологической операции и процесса в целом;
    • принципиальные основы разработки технологических процессов.
  2. Технология машиностроения», которая представляет собой рецептурную часть технологии машиностроения и в которой изучаются методы обработки и их технологические возможности, правила разработки технологических процессов, технологические процессы изготовления типовых деталей и сборки узлов, технологическая подготовка производства, правила единой системы технологической документации (ЕСТД).

Предлагаемое учебное пособие относится к первой учебной дисциплине «Основы технологии машиностроения» и в нем рассматриваются все вопросы, связанные с решением первой задачи – достижением требуемого качества машины. Дается трактовка понятия «качество машины», рассматривается информационная модель всего процесса создания машины от замысла до передачи потребителю, в которой прослеживается решение проблемы достижения качества машины на всех этапах процесса, рассматриваются задачи всех участников процесса создания машины по обеспечению требуемого качества, особенно подробно рассмотрены задачи технологов механосборочного производства по достижению требуемого качества машины и методы и средства их решения.