Отрасль науки, занимающаяся изучением явлений, происходящих на всех этапах подготовки производства и изготовления машины, получила название «Технология машиностроения».

Технология машиностроения как прикладная наука вызвана к жизни потребностями постоянно развивающейся промышленности. Один из ее основателей профессор А.П. Соколовский писал, что учение о технологии родилось в цехе и не должно порывать с ним связь. В противном случае работа технолога станет академической и бесплодной.

Как и всякая наука, технология машиностроения изучает явления, чтобы познать их сущность, а, следовательно, и законы, которым подчиняются эти явления. Знание законов дает возможность управлять явлениями в нужном направлении, то есть организовать и вести наиболее экономично весь процесс изготовления машин, отвечающих их служебному назначению.

Технология машиностроения, являясь прикладной наукой, тем не менее имеет развитую теоретическую основу, включающую в себя учение о групповой обработке и типизации технологических процессов, о жесткости технологической системы и точности процессов обработки, рассеянии размеров обрабатываемых заготовок, погрешностях оборудования и технологической оснастки, о влиянии механической обработки на физико-механические свойства поверхностных слоев заготовок и эксплуатационные свойства деталей, о припусках на обработку и режимах резания, о путях повышения эффективности обработки, а также теорию базирования, технологической наследственности и другие теоретические разделы.

Важнейшие современные направления развития отдельных разделов технологии машиностроения (оптимизация режимов и процессов обработки, автоматизация производства и управления технологическими процессами, применение технологических методов для повышения эксплуатационных качеств изготавливаемых изделий и другие) в значительной мере связаны с достижениями математических наук, электронной вычислительной и управляющей техники, кибернетики, робототехники, металлофизики и других современных теоретических и прикладных технических наук.

Технология машиностроения как одна из самых молодых наук быстро развивается вместе с возникновением новой техники и совершенствованием промышленного производства. Ее содержание постоянно уточняется и обогащается новыми сведениями и теоретическими разработками.

В современном мире промышленно развитые страны соперничают в первую очередь на рынке технологий, а не готовых изделий.

Уровень развития технологий определяет уровень развития промышленности государства.

 Лекция 4 Краткая история развития технологии машиностроения

Обработка материалов резанием и начало развития технологии ведет свою историю с древнейших времен, когда в примитивном приспособлении вращение заготовки осуществлялось вручную (например, лучковым приводом), а обработка велась кремниевым резцом. В XII веке появились первые токарные и сверлильные станки с ручным приводом, принцип действия которых в основном соответствует применяемым сегодня. Заметное развитие технология машиностроения получила в оружейных мастерских и заводах, где производились различные виды оружия в больших, по тем временам, количествах. Первая пушка с нарезным стволом в России была изготовлена в 1615 году, а в 1632 году недалеко от Тулы были построены заводы для производства литых пушек, у которых отверстия стволов обрабатывались сверлением.

Значительный вклад в технологию машиностроения был внесен в эпоху Петра I. В 1711 году в Россию из Флоренции привезли станок, сделанный мастером Зингером. Царь Петр I пригласил автора к себе на службу. В придворной токарне стали создаваться первые отечественные металлорежущие станки. В этой исключительно важной для развития техники работе деятельное участие принял талантливый мастер-самоучка А.К. Нартов. Он разработал конструкции и построил граверный, копировальный, гильотинный станки, а в 1788 году создал первый в мире токарно-винторезный станок с механическим суппортом и сменными зубчатыми колесами.

Для массового производства ружей в 1714 году на Тульском оружейном заводе механик Марк Сидоров построил «вододействующую машину», прообраз многопозиционного агрегатного станка, на котором осуществлялось сверление одновременно 24 ружейных стволов, а мастер Яков Батищев в 1715 году создал хонинговальный, или, как тогда называли, «обтиральный» станок для одновременной отделки 12 стволов.

В 1714 году на Олонецких заводах В.И. Геннин построил многопозиционный станок.

На Тульском оружейном заводе в 1761 году впервые в мире было освоено изготовление взаимозаменяемых деталей и их измерение при помощи медных калибров. В Европе подобный результат был достигнут только через 70 лет.

Значительный вклад в развитие обработки различных материалов внес М.В. Ломоносов, который построил и применил в своих мастерских оригинальные лоботокарные, сферотокарные, шлифовальные и другие станки.

В ряду создателей новых конструкций машин и механизмов почетное место занимают многие русские инженеры и изобретатели.

И.И. Ползунов создал специальные цилиндрорасточные и другие станки для обработки деталей первой в мире паровой машины, которую он построил в 1765 году в Барнауле, на 20 лет раньше Д. Уатта.

И. Кулибин разработал специальные станки для производства зубчатых колес часовых механизмов.

П. Захава в 1810 году создал первые станки-автоматы для нарезания резьбы.

Но, несмотря на отдельные выдающиеся изобретения, в целом станкостроение и технология машиностроения в России XVIII-XIX веков развивались не системно и с большим отставанием от ведущих промышленных стран мира.

Начало изучения технологических процессов, то есть рациональных способов обработки заготовок на станках, обеспечивающих получение готового изделия, соответствующего по размерам, форме и качеству поверхности заданным требованиям, относится к началу XIX века.

В 1804 году академик В.М. Севергин сформулировал основные положения о технологии процессов, а обобщение накопленного производственного опыта было, по-видимому, впервые сделано профессором Московского университета И. Двигубским, издавшим в 1817 году книгу «Начальные основания технологии, или краткое описание работ, на заводах и фабриках производимых».

Основоположником технологии машиностроения в широком значении этого понятии был профессор И.А. Тиме (1838-1920), который создал первый капитальный труд «Основы машиностроения, организация машиностроительных фабрик в техническом и экономическом отношении и производство в них работ», вышедший в 1885 году в трех томах. Исследования И.А. Тиме легли в основу науки о резании металлов, в которой раскрываются вопросы правильного понимания процесса резания как последовательного скалывания отдельных элементов металла и формулируются основные законы резания.

Труд профессора А.П. Гавриленко (1861-1914) «Технология металлов», в котором был обобщен опыт и даны теоретические основы технологии машиностроения, долгие годы был основным курсом, пользуясь которым, училось несколько поколений русских инженеров. Создание«Технологии машиностроения» как научной дисциплины принадлежит советским ученым, так как за рубежом до середины ХХ века не было учебников или учебных пособий для высших учебных заведений.

К первым трудам по технологии машиностроения в Советском Союзе относятся работы А.П. Соколовского, опубликованные в 1930-1932 годах, «Основы проектирования технологических процессов» А.И. Каширина (1933 г.), «Теория размерных цепей» Б.С. Балакшина (1933 г.), «Технология автотракторостроения» В.М. Кована (1935 г.) и другие.

Возникновение и развитие в стране различных отраслей машиностроения привело к появлению специальных (отраслевых) разделов научной дисциплины «Технология машиностроения», таких как технология приборостроения, технология станкостроения, технология автомобилестроения и других.

Развитие теоретических основ технологии машиностроения принесло выдающиеся практические результаты.

В 1939-40 годах на Волгоградском тракторном заводе под руководством Иночкина И.П. построена первая в мире автоматическая линия станков для обработки и сборки ступицы и фланцев поддерживающего ролика тракторной гусеницы.

В 1950 году в Ульяновске начал работу первый в мире завод-автомат по производству автомобильных поршней.

В 1958 году на Брюссельской всемирной выставке первый в мире токарный станок с программным управлением 1К62ПР получил Гран-при.

В 1972 году группа ученых Московского станкоинструментального института под руководством профессора Б.С. Балакшина разработала теорию адаптивного управления станками, открывшую путь к созданию безлюдных технологий – основы современного машиностроения.

В настоящее время наметились следующие пути развития техники и технологии машиностроения:

углубленная разработка проблемы влияния методов обработки на физико-химическое состояние металла поверхностного слоя обрабатываемых заготовок и на эксплуатационные свойства и надежность машин;

разработка проблемы технологической наследственности и упрочняющей технологии;

 разработка методов оптимизации технологических процессов по достигаемой точности, производительности и экономической эффективности при условии обеспечения высоких эксплуатационных качеств и надежности работы машины;

создание систем автоматического управления ходом технологического процесса с его оптимизацией по всем основным параметрам изготовления и требуемым эксплуатационным качествам;

создание гибких автоматизированных производственных систем на основе использования вычислительной техники и станков с ЧПУ;

совершенствование технологических процессов сборки, особенно в направлении ее автоматизации;

разработка и широкое внедрение в производство малоотходных и ресурсосберегающих технологий.