Реферат «История развития науки о резании металлов»

Пермский авиационный техникум им. А.Д. Швецова

РЕФЕРАТ

«История развития науки о резании металлов»

Выполнила:

Гр. ТМ-03-2

Проверила:

Пермь, 2005 г.

Содержание:

Введение 3

Задачи по развитию науки о резании металлов 4

5

9

12

14

Классификация металлорежущих инструментов 16

Заключение 20

Список литературы 21

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
3
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

("1") Введение.

Я выбрала эту тему, потому что мне было интересно узнать историю развития науки о резании металлов. Какой вклад внесли ученые в развитие науки. Что такое резание, и в чем заключается процесс резания металлов. Как этот процесс осуществлялся на заре развития техники. Что такое режущий инструмент, и какими режущими инструментами пользовались рабочие. Когда появились первые металлорежущие станки, и как они выглядели. Какие процессы происходят в металле при их обработке. Что необходимо для того, чтобы повысить производительность, экономичность и точность обработки материалов резанием. Какие основные требования предъявляются к материалам, применяемым для изготовления режущего инструмента. Сколько % превращается в стружку при обработке металлов резанием.

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
4
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

Задачи по развитию науки о резании металлов

Перед наукой о резании металлов, возникшей в нашей стране, встают все более и более сложные задачи. Их решение может быть осуществлено лишь при условии постоянного творческого взаимодействия теории и практики, лишь совместными усилиями ученых, конструкторов и новаторов производства. В нашей стране наука непрерывно обогащается творческими идеями новаторов производства.

Для повышения производительности, экономичности и точности обработки материалов резанием необходимо дальнейшее исследование физических основ процесса резания; изыскание новых дешевых, износостойких и прочных материалов для изготовления режущей части инструмента; совершенствование существующих конструкций и создание новых видов высокопроизводительного режущего инструмента; внедрение поточных методов производства инструмента и улучшение его качества; широкое внедрение комплексной механизации и автоматизации в технологические процессы, связанные с обработкой резанием; изучение, обобщение, дальнейшее развитие и широкое внедрение в промышленность высокопроизводительных методов труда новаторов производства и т. д.

Задачи повышения качества продукции, снижение затрат ручного труда и повышение эффективности использования трудовых ресурсов, являются основной программой действий машиностроительных предприятий. Это нашло отражение в постоянном стремлении к повышению технического уровня машиностроительной продукции и ее надежности при одновременном непрерывном повышении производительности труда и эффективности использования средств производства.

Успешному решению этих задач в немалой степени содействует максимально возможное сокращение потерь производства, связанных с перестройкой оборудования, выбором технологического плана обработки, приспособлений и инструментов. А все это, в свою очередь, зависит от ряда факторов, в том числе от наличия на рабочих местах соответствующих инструкций и материалов, отражающих передовой опыт новаторов.

				09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
5
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

("2") (1838 – 1920)

Мировая техническая наука обогащена капитальными сочинениями выдающегося русского ученого Ивана Августовича Тиме, сочинениями, которые в свое время сыграли огромную роль в развитии многих технических наук и в том числе в развитии науки о резании металлов.

На таких капитальных сочинениях, как курс гидравлики и гидравлических двигателей, практический курс паровых машин, справочная книга для горных инженеров, основы машиностроения, воспитались целые поколения русских инженеров.

Научные труды «Сопротивление металлов и дерева резанию», «Мемуар о строгании металлов» и другие, заложившие основы науки о резании металлов, открыли возможность целой плеяде русских ученых (Брикс, Афанасьев, Гадолин, Зворыкин, Тихонов, Соколов, Усачев и др.) создать русскую школу обработки резанием.

Иван Августович Тиме родился 11 июля 1838 г. в Златоусте.

Отец его, Август Иванович, доктор медицины, был медицинским инспектором Уральских военных и частных заводов.

Проживая на Златоустовском заводе, Иван Августович уже в юные годы ознакомился с выплавкой чучуна, с получением железа и выделкой оружия. Все это возбудило в нем живой интерес к производству.

В 1851 г. он уезжает учиться в Петербург, в Институт корпуса горных инженеров (впоследствии Горный институт). Вскоре после поступления в институт Иван Августович был отмечен как один из наиболее талантливых учеников. В 1858 г. он окончил институт, получив золотую медаль.

Тиме начал на Урале в качестве практиканта на механической фабрике в Екатеринбурге.

В 1859 г. он поступил на Березовские золотые промыслы вблизи Екатеринбурга в качестве смотрителя Васильевского прииска. соорудил новую золотопромывальную фабрику по типу сибирских промыслов, а по окончании этой постройки был назначен смотрителем Нижне – Исетского железоделательного завода, где ему было поручено заведывание постройкой вновь сооружавшейся пудлингово – сварочной фабрики на торфе.

Затем Тиме занимал должность помощника главного механика Уральских заводов (1861 г.) и механика Екатеринбурского горного округа (1862 г). В это время он начал читать лекции по металлургии железа в Уральском горном училище.

В 1867 г. Иван Августович получил задание от Горного департамента составить проект парового молота для Луганского завода и спроектировать все машины и механизмы для строившегося в то время в Донецком бассейне первого чугуноплавильного завода на минеральном топливе.

Новый завод строился в Лисичанске, у самого каменоугольного рудника, на берегу Донца. Все машины для него были построены на Луганском заводе под личным руководством Тиме и при его же участии привезены, установлены и пущены в ход.

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
6
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

("3") Иваном Августовичем были здесь построены также балансирная воздуходувная машина мощностью 120 л. с. для доменной печи и к ней пять паровых котлов; водопровод с тремя паровыми насосами, поднимающий воду из Донца в бассейн шахты на высоту более 100м, углеподъемная машина, две штанговые водоотливные машины.

В это же время (1868 г.) в мастерских Луганского литейного завода Иван Августович проводит свои классические исследования процесса образования стружки. Результаты исследований, впоследствии получившие всемирное признание, были опубликованы в «Горном журнале» в 1870 г. под названием «Сопротивление металлов и дерева резанию», где впервые была изложена теория резания металлов со строго научных позиций. Советом Горного института этот труд Ивана Августовича был допущен как диссертация на звание профессора.

С этого времени начинается педагогическая деятельность Тиме в Петербурге. После защиты диссертации он был избран 1 октября 1870 г. ординарным профессором Горного института по кафедре прикладной и горнозаводской механики.

В 1874 г. Тиме издает «Справочную книгу для горных инженеров и техников по горной части», ставшую настольной книгой каждого горного инженера и техника. Это сочинение представляет собой конспект курса по горнозаводской механике, который Иван Августович Тиме читал в Горном институте.

Работы Тиме, относящиеся к металлургии, как и почти все его труды по другим вопросам, были оригинальными, созданными в результате личной научной и практической деятельности. Ни в русской, ни в заграничной технической литературе того времени подобных работ не было.

В 1885 г. Тиме написал большое сочинение «Основы машиностоения». Этот труд составлен на основании многолетнего изучения Иваном Августовичем механического дела в России.

В этом же году Иван Августович выполнял работу для специальной комиссии по проектированию нефтепровода от Баку до Батума. Эта работа является основной из работ Тиме по нефтяному делу.

Вторая работа Ивана Августовича «Бесшумное нефтяное отопление – привилегия Тентелева». В этой статье описывались результаты испытания первой русской форсунки, в которой пульверизация нефти производилась механическим способом.

Значение этой работы состоит в том, что впервые в технической литературе появились расчеты форсунок.

Подобных расчетов не было даже в специальных курсах по нефтяному делу и котлам.

Помимо указанных двух самостоятельных работ, Иван Августович печатал также отзывы на сочинения других авторов по данному вопросу.

В 1887 г. Тиме издает капитальное сочинение в двух томах «Практический курс паровых машин». Тиме в области паровой механики посвящены главным образом паровым машинам и паровым котлам.

В 1876 г. Тиме исследовал гидравлические условия действия заводов в Рязанской губернии, а в 1883 г. по поручению Морского ведомства – гидравлическую силу р. Ижоры.

В 1891 – 1892 гг. Иван Августович опубликовал собственное исследование

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
7
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

("4") водоструйных приборов. Оно проложило пути дальнейшим работам в этом направлении, как русских, так и иностранных исследователей.

В 1896, 1898, 1902 и 1904 гг. Тиме по предписанию Горного департамента выезжал на Кавказские минеральные воды для «исследования, - как об этом писал сам Тиме, - источников пресной воды, определения расхода воды в р. Подкумке и ознакомился со всеми гидротехническими и иными механическими сооружениями на этих водах».

Гидравлике как науке Тиме придавал исключительно важное значение, так как считал гидравлические источники силы неисчерпаемыми.

В 1895 г., после 25 лет учебной работы, Тиме получил звание заслуженного профессора, а в 1898 г., после 40 лет службы, он по цензу покинул институт. Однако 1 марта 1900 г. по единогласному решению совета Тиме возвратился в Институт в качестве заслуженного профессора для временного занятия кафедры (на три года). Впоследствии этот срок был продлен до 1 июня 1906 г., а затем до 1 июня 1909 г.

был не только большим ученым, но и крупным педагогом – методистом. Прежде всего следует напомнить, что он первый ввел в систему образования в высших учебных заведениях реальное проектирование.

Ивану Августовичу Тиме принадлежат огромные заслуги в развитии отечественного горнозаводского дела и русской школы горных механиков, основоположником и создателем которой он был.

Иван Августович провел тщательные и глубокие опыты над железопрокатными станами с маховыми колесами. Он предложил простой и остроумный метод определения мощности, поглощаемой станом при прокатке в железопрокатных машинах с маховым колесом, а также разработал формулу для определения этой мощности.

Завершающим этапом развития теории железопрокатных станов Тиме явилось его классическое исследование по прокатке стальных рельс, опубликованное в 1883 г. в виде отдельной книги «Индикаторные опыты над

прокатной стальных рельсов на Путиловском заводе».

производил над прокатным станом с двойной реверсивной машиной, предназначенной для прокатки рельсов и швеллерных балок.

состоял почетным членом Московского политехнического общества при Московском высшем техническом училище и членом Ощества штейгеров Юга России.

31 мая 1908 г. техническая общественность отметила полувековой юбилей трудовой деятельности .

Научная деятельность Ивана Августовича Тиме весьма разнообразна. Он оставил после себя свыше 800 печатных листов научных трудов почти во всех областях техники. Огромный вклад внес Иван Августович в технологию металлов, заложив прочные основы теории резания.

безусловно относится к числу передовых прогрессивных ученых ХIХ в. Он был большим патриотом своей Родины. В своих многочисленных рецензиях он всегда с восторгом отмечал всякое более или менее значительное явление в русской науке или технике, подчеркивая приоритет русских инженеров или ученых.

с большим негодованием высказывался против всякой технической отсталости, особенно, если это касалось отсутствия на промышленных предприятиях и

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
8
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

("5") рудниках хороших условий труда рабочих. Иван Августович вложил много сил и энергии в борьбу за безопасность работы на шахтах, рудниках и в мастерских.

умер в 1920 г. в глубокой старости. Нам в наследство достались его замечательные труды.

принадлежит более десяти работ по резанию металлов, опубликованных в период с 1870 до 1900 г. Часть из них – самостоятельные оригинальные исследования, сделавшие эпоху в теории и практике резания металлов. К таким сочинениям относятся: «Сопротивление металлов и дерева резанию» (1870), «Мемуар о строгании металлов» (1877), «Образование стружек при пластических материалах». Сочинение – «Основы машиностроения» представляют собой учебный курс по механической технологии металлов и дерева, читанный им в Горном институте. Вся основная часть материала этого курса была собрана лично Иваном Августовичем в течение долгих лет его производственной деятельности. Это было единственное в своем роде сочинение того времени не только теоретического, но и промышленного характера.

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
9
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

(1861 – 1928)

Константин Алексеевич Зворыкин родился 25 марта 1861 г. в Муроме, в семье мукомолов, работавших по этой специальности из рода в род.

В 1879 г. он успешно окончил Московскую 3-ю классическую гимназию. В том году Константин Алексеевич поступил в Петербургский технологический институт, где обучался в течение пяти лет. Ученик целой плеяды блестящих профессоров – Афанасьева, Кирпичева, Вышнеградского и других, оценил широкую энциклопедичность высшего технического образования, свойственную многим русским ученым того времени. Подобно , он на всю жизнь стал приверженцем универсальности технических знаний. По его собственному выражению, он только наполовину принадлежал мукомольному делу, а наполовину – механической технологии вообще.

Окончив в 1884 г. институт, Константин Алексеевич несколько лет работал в области конструирования морских и речных судов. часто вспоминал об этом с особым удовлетворением и сожалел, что не мог дальше работать в том же направлении.

Уже в ранний период своей практической деятельности – автор проекта и строитель одного речного и одного морского пароходов – получил известность как талантливый конструктор.

1887 – 1888 гг. заведовал Болдинским механико – бондарным заводом в г. Астрахани. Тогда же Константин Алексеевич начал сотрудничать в «Нижегородском вестнике пароходства и промышленности». В 1888 г. в № 5 этого журнала появилась первая печатная работа «Определение веса Моргановских колес», в № 8 – «Вертикальная форсунка Зворыкина», затем в № 12 – «Определение диаметра и приблизительно веса трубчатого цилиндрического котла». В том же «Нижегородском вестнике» опубликована работа «Способ опытного определения коэффициента полезного действия и других величин, характеризующих судовые двигатели», а затем «Формовка по шаблону гребного винта» (1890 г.). В 1892 г. в № 3 и 4 была помещена статья «Способ понтонного грузового пароходства».

Эти работы уже тогда позволяли угадать в их авторе будущего недюжинного экспериментатора и ученого.

В 1888 г. пригласили на работу в Харьковский технологический институт в качестве адъюнкт – профессора.

("6") С этого времени развернулась большая и плодотворная научная деятельность , первым результатом которой было появление в 1893 г. его талантливейшего сочинения «Работа и усилие, необходимые для отделения металлических стружек».

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
10
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

Эта работа явилась драгоценным вкладом не только в русскую, но и в

мировую техническую литературу, поставила в ряд крупнейших ученых – основоположников науки о резании металлов.

За свое замечательное исследование получил премию от Русского технического общества.

В 1894 г. был назначен ординарным профессором Харьковского технологического института по кафедре механической технологии.

В этот же период принимал участие в работе Харьковского отделения Русского технического общества. Его мысль работала над созданием нового, совершенного типа двигателя внутреннего сгорания. 20 ноября 1894 г. на заседании совета отделения Русского технического общества доклад «О новом источнике движущей силы». В этом докладе проф. Зворыкин предложил изменить принцип действия и устройства двигателей внутреннего сгорания, дав принципиальную схему нового двигателя.

В Харьковском технологическом институте деятельность была весьма разносторонней. Он читал лекции по мукомольному производству и технологии дерева, руководил специальным проектированием по паровым котлам на механическом и химическом отделениях.

В 1898 г. Константин Алексеевич переехал в Киев и вместе с директором Киевского политехнического института проф. Кирпичевым принял активное участие в создании института, особенно в организации механического факультета, деканом которого был назначен. В это время наряду с общей организацией научно – учебной работы в институте построил и оборудовал силовую станцию института и механические мастерские.

После ухода проф. Кирпичева в 1904 г. был назначен директором института.

В Киевском политехническом институте Константин Алексеевич читал лекции по общей механической технологии на механическом и химическом факультетах, курс деталей машин и курс мукомольного производства, а также руководил дипломным проектированием.

В то же время Константин Алексеевич не оставлял своих работ по двигателям. В 1898 г. в «Записках Харьковского отделения Русского технического общества» была опубликована его работа «Несколько соображений относительно сжигания топлива».

В 1900 г. издал курс «Детали машин», который он не задолго до издания начал читать на механическом отделении.

("7") В этот период были напечатаны и другие интересные работы Зворыкина. Так, в 1900 г. в «Записках Киевского отделения Русского технического общества» помещена статья «О ветряном двигателе П. Гдешинского», в 1902г. в «Известиях Южно – Русского общества технологов» - работа «Мелкие стальные отливки из печи Piat», а в 1903 г. в

«Известиях» этого же общества – весьма интересная статья «Расход работы на вращение приводного вала или трансмиссии».

За все время научно – исследовательской и педагогической деятельности в

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
11
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

Харьковском и Киевском институтах не прерывал связи с практикой, являясь консультантом и экспертом в различных учреждениях и производственных предприятиях, был проектантом мельниц и других сооружений.

По его проектам и под его непосредственным руководством были построены мельницы, из которых наиболее крупные – в Харькове, Ахтырке и Старо – Константинове.

Директором Киевского политехнического института был недолго. В 1905 г. он вышел в отставку и переехал в Харьков, где работал в Харьковском городском самоуправлении.

Но не прекращал своей научно – исследовательской работы. К этому периоду относится ряд научных работ на самые разнообразные темы.

В марте 1910 г. Константин Алексеевич прочитал на собрании членов Южно – Русского общества технологов доклад на тему «Цементация железа газом», который был впоследствии опубликован.

С 1919 по 1924 г. работал консультантом в Киевском губкоме, а затем в Укрмуте.

В 1921 г. Константин Алексеевич вновь возвратился к профессорской деятельности в Киевском политехническом институте, однако вследствие закрытия в Институте кафедры мукомольного производства в 1925 г. начал руководить научно – исследовательской кафедрой механической технологии.

умер 7 июля 1928 г. в Киеве после тяжелой болезни, на 68 году жизни.

В своей разносторонней практической, научной и педагогической деятельности был прежде всего ученый – патриот, тесно связанный с народом, инженер, высоко ценивший практику. Неподкупность и глубокая искренность в науке и практике – таковы его отличительные черты.

("8") Как педагог воспитал целую плеяду русских инженеров – технологов. Много инженеров – мукомолов, внесших в мукомольную технику значительный вклад, - ученики . Константин Алексеевич с большой любовью относился к своим ученикам, воспитывал в них лучшие качества инженера.

Своей многогранной научной деятельностью внес огромный вклад в сокровищницу мировой науки и техники, являясь одним из основоположников науки о резании металлов и технологии мукомольного производства.

написал шесть работ по технологии металлов: «Формовка по шаблону гребного винта» (1890 г.); «Работа и усилие,

необходимые для отделения металлических стружек» (1893 г.); «Курс

механической технологии дерева» (1894г.); «Мелкие стальные отливки из печи Piat» (1902г.); «Расход работы на вращение приводного вала или трансмиссии» (1903 и 1909 гг.); «Цементация железа газом» (1911 г.).

Материалом для большинства указанных работ послужили собственные исследования и наблюдения .

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
12
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

(1873 – 1941)

Яков Григорьевич Усачев был блестящим экспериментатором, самобытным ученым, открывшим своими трудами новую страницу в истории развитии науки о резании металлов.

17 октября 1873 г. в с. Никольском Курский губ.

По окончании трех классов сельской школы он был отдан учеником к ремесленнику, у которого изучал каретно – столярное и шорное дело.

В 1900 г. по совету проф. он поступает механиком в Екатеринославское высшее горное училище.

("9") В 1902 г. проф. приглашает на работу в Петербургский политехнический институт на должность лаборанта в лабораторию физики. В 1908 г. переходит на работу в лабораторию технологии металлов того же института в качестве старшего мастера. Здесь он проводит свое блестящее исследование процесса резания металлов, результаты которого были опубликованы в 1915 г. в «Известиях петроградского политехнического института» в т. ХХШ и в 1916 г. в «Вестнике инженеров».

Немного ранее в 1913 г. в «Вестнике общества технологов» № 12, т. ХХ была опубликована его статья «Динамометр для измерения тангенциальных усилий на резец токарного станка». В этой статье описывался динамометр, сконструированный и собственноручно изготовленный . Этим динамометром Усачев проводил свои исследования.

Динамометр имел оригинальную конструкцию и обладал высокими достоинствами. Впоследствии (1922 – 1925 гг.) с помощью этого динамометра проводил свои классические исследования по динамике процесса резания выдающийся советский ученый .

В политехническом институте работал до 1921 г., после чего уехал в деревню, откуда в 1923 г. был приглашен акад. в научно – исследовательский институт. Там он начал работать в качестве старшего инженера. В институте раскрылись незаурядные способности и в других областях научных изысканий.

В 1936 г. за успешное выполнение заданий правительства Яков Григорьевич был удостоен высшей награды – ордена Ленина.

Яков Григорьевич Усачев умер 28 октября 1941 г.

Успехами в научной деятельности обязан необыкновенной талантливости и исключительному упорству в работе.

Своим сочинениям «Явления, происходящие при резании металлов»,

известным теперь всему научному миру, Усачев открыл совершенно новую эру в истории развития науки о резании металлов. Он первый поставил и

разрешил важнейшие вопросы, касающиеся физической сущности процесса резания, открыв значение целого ряда явлений в области обработки металлов резанием, до него разгаданных учеными.

Главной задачей своего исследования считал определение температуры рабочей части резца во время резания. Это исследование он проводил в 1912 г. совершенно оригинальным, до тех пор в резании металлов не применявшимся

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
13
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

методом измерения температуры термопарами, который впоследствии стал единственным надежным методом изучения тепловых явлений, происходящих при резании металлов.

("10") Однако первые же измерения температуры показали Усачеву необходимость предварительного детального изучения сущности процесса резания, чтобы яснее представить, где происходит во время резания развития теплоты, являющейся причиной повышения температуры резца.

Тщательно изучив литературу по этому вопросу, Яков Григорьевич пришел к заключению, что имеющиеся в ней сведения совершенно недостаточны для решения поставленной им задачи, и поэтому он был вынужден провести ряд предварительных опытов и наблюдений над процессом резания, применив для этой цели метод микрофотографии, столь же оригинальный и самобытный, как и метод термопары для изучения тепловых явлений.

Метод микрофотографии, до Усачева никогда не применявшийся в исследовании процессов резания, как известно, получил в настоящее время широкое распространение в мировой практике и является основным.

Подробнее изучение процесса резания привело к открытию очень важных явлений, проливающих свет на физическую сущность процесса резания, и обогатили науку рядом ценнейших положений, направив развитие ее по правильному руслу.

После изучения процесса резания провел опыты по определению температуры рабочей части резца и исследовал вопрос о распределении теплоты, развиваемой при резании, между резцом, стружкой и обрабатываемым предметом. Измерения температуры одновременно в двух точках резца привели к открытию явления «приспособляемости металла к условиям резания», т. е. к открытию явления образования застойной зоны при резании.

Температурные опыты Усачев считал основным в своем исследовании, и они действительно имели огромное значение, совершенно по – новому представив картину износа режущего инструмента. Однако, нисколько не умаляя их значения, следует отметить, что по следствиям, вытекающим из предварительных опытов, можно теперь утверждать, что они для науки явились не менее важными.

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
14
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

(1891 – 1926)

Андрей Николаевич Челюсткин родился 17 февраля 1891 г. в Белгороде Курской губернии.

В 1908 г. он окончил кадетский корпус, затем в 1911 г. – артиллерийское училище и в 1919 г. – Ленинградскую артиллерийскую академию, получив звание военного инженера – технолога. По окончании Артиллерийской академии был оставлен при ней в должности адъюнкта по кафедре механической технологии и прикладной механики.

Начиная с 1919 г. и до последних дней своей жизни преподавал и руководил практическими занятиями по механической технологии, металлорежущими станками, механике, математике и организации производства в Ленинградской артиллерийской академии, Артиллерийской технической школе, Механическом техникуме и других военных и гражданских учебных заведениях.

Умер 11 октября 1926 г. в Ленинграде в возрасте 35 лет. Он прожил недолгую для ученого жизнь, преподавательскую и научную работу он вел всего 7 лет. Но и за этот короткий срок он успел сделать столько, что имя его вошло в историю советской науки.

("11") Занимаясь глубоким и всесторонним исследованием различных вопросов обработки металлов резанием, Андрей Николаевич Челюсткин являлся одним из первых советских исследователей в этой области. Его перу принадлежит ряд сочинений, сыгравших большую роль в развитии отечественной науки о резании металлов на станках. Следует отметить его работы: «Способы составления характеристик металлорежущих станков»; «Токарные станки, их устройство, работа и производительность», «Счетные линейки для рациональной эксплуатации токарных станков», Паспортизация и рациональное использование токарных станков (графический метод)»; «Руководство для практических занятий в лаборатории механической обработки материалов», «Влияние размеров стружки на усилие резания металлов», «Теория резания металлов» и ряд других.

Особое место среди этих работ занимает большое и глубоко содержательное сочинение «Влияние размеров стружки на усилие резания металлов», изданное на стеклографе, вошедшее в техническую литературу как классическое произведение советской технической мысли.

Эта работа Челюсткина явилась результатом критической обработки главнейших исследований, относящихся к вопросу о резании металлов на станках, а также результатом его собственных чрезвычайно тщательных изысканий, высокий уровень которых поражает в этом молодом ученом. Подавляющая часть исследований по этому вопросу была проведена Челюсткиным еще в 1922 г. Результаты этих исследований были опубликованы лишь 30 апреля 1925 г. в виде отдельной книги.

Впрочем, Челюсткин не жалел о задержке издания своего труда, так как благодаря этому он имел возможность проверить на практике свои

выводы. В результате этой проверки Челюсткин убедился, что предложенная им развернутая формула для определения усилия резания в зависимости от влияющих на него факторов правильна. Линейки, построенные Челюсткиным на основе найденных

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
15
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

им формул и применявшиеся в производственных условиях, показали хорошие результаты.

Работа Челюсткина по ясности и строгости изложения, а также по многочисленности и тщательности проведенных опытов в свое время не имела себе равных.

Челюсткин предполагал расширить эту книгу, добавив вопросы, связанные со скоростью резания, с процессом образования стружки и ряд других, которые им были уже в значительной мере подготовлены, и таким образом превратить этот свой труд в «Теорию резания металлов». Однако преждевременная смерть помешала осуществлению этих творческих планов.

В 1931 г. Госмашметиздат эту работу завершил, и в 1932 г. вышла в свет «Теория резания» , переработанная и дополненная. При этом была взята значительная часть материалов из прежних сочинений Челюсткина («Токарные станки», «Паспортизация и рациональное использование токарных станков», «Влияние размеров стружки на усилие резания металлов» и т. д.).

Однако при посмертном издании трудов издательство применило недопустимые методы обращения с авторским материалом.

К оригинальным работам Челюсткина издательством были добавлены опыты главным образом иностранных исследователей. Были сделаны добавления также и к другим разделам книги Челюсткина. В результате материалы, принадлежащие перу Челюсткина, и добавления, принадлежащие издателям, оказались настолько перепутанными, что в настоящее время трудно отличить, что в «Теории резания» Челюсткина принадлежит ему самому, а что – издателям.

("12") Челюсткин отмечает, что, несмотря на большое число работ по этому вопросу, до сих пор еще не найдено вполне определенного и бесспорного его решения.

В различных деталях мнения отдельных исследователей значительно отличаются одно от другого.

По мнению Челюсткина, причины такого разногласия следует искать в чрезвычайной сложности рассматриваемого явления и в зависимости его от множеств факторов, изменение которых приводит к совершенно иным условиям резания и к особым результатам. Вместе с тем Челюсткин отмечает, что многие исследователи даже и не предполагали влияния на давление резания некоторых факторов и поэтому не учитывали их. Те же исследователи, которые знали о значении этих факторов, часто либо не могли их учесть из – за отсутствия необходимой аппаратуры, либо учитывали их недостаточно правильно.

«Таким образом, - пишет Челюсткин, - к настоящему моменту накопился довольно богатый материал как опытного, так и теоретического характера, требующий критического разбора, подытоживания и согласия с целью сделать опыт вывода некоторых общих законов, управляющих явлением резания металлов на станках; в частности, законов, выясняющих зависимость усилия резания от размеров стружки и других влияющих на него факторов».

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
16
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

Классификация металлорежущих инструментов.

I. Резцы.

Резец – это однолезвийный инструмент для обработки деталей с поступательным или вращательным главным движением резания и возможностью движения подачи в любом направлении.

Резец является наиболее распространенным инструментом, его применяют на токарных, револьверных, карусельных, расточных, строгальных автоматах и полуавтоматах и на многих специальных станках. В зависимости от вида станка и рода выполняемой работы применяют резцы различных типов, отличающихся по назначению, форме, конструкции и размерам.

Классификация резцов. Резцы различают по следующим признакам.

1) По виду обработки. Проходные для обработки наружных цилиндрических поверхностей. Проходные резцы могут быть прямыми и отогнутыми. Отогнутые резцы получили широкое распространение из –за их универсальности, позволяющей вести обработку не только цилиндрических, но и торцевых поверхностей с поперечной подачей. Проходные упорные резцы имеют угол в плане (=90(, их применяют при обтачивании ступенчатых валиков и при обработке нежестких деталей. Подрезные предназначены для обработки торцовых поверхностей, перпендикулярных оси вращения детали. Эти резцы работают с поперечной подачей. Расточные предназначены для обработки отверстий. Отрезные – для отрезки заготовок или обработанных из прутка деталей. Резьбонарезные предназначены для нарезания резьбы. Резцы для контурного точения обеспечивают возможность обработки тел вращения с фасонной образующей на станках с копировальными устройствами и станках с ЧПУ. Эти резцы имеют увеличенные вспомогательные углы в плане. Фасонные резцы предназначены для обработки деталей сложного профиля на токарных, револьверных станках, автоматах и полуавтоматах.

По характеру обработки: черновые, чистовые, для тонкого точения. ("13") По установке относительно деталей: радиальные, тангенциальные. По направлению подачи: правые, левые. По конструкции головки: прямые, отогнутые, оттянутые. По сечению корпуса: прямоугольные, квадратные, круглые. По конструкции: цельные, составные, сборные. По материалу рабочей части: из инструментальных сталей, из твердого сплава, из керамических материалов, из алмаза, из сверхтвердых синтетических материалов.

. II. Сверла

Сверла изготовляют из быстрорежущих сталей, оснащают твердосплавными пластинками, рабочую часть или все сверло выполняют из твердого сплава. Характерными особенностями процесса сверления

являются затрудненные отвод стружки из зоны резания, подвод СОЖ в зону резания и низкая жесткость инструмента.

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
17
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

Сверла предназначены для:

сверления отверстий в сплошном материале; ("14") рассверливания уже имеющихся отверстий; надсверливания конических углублений.

Основные типы сверл: спиральные, центровочные, перовые специальные для глубоких отверстий, головки для кольцевого сверления.

Спиральное сверло, как основной представитель группы сверлильных инструментов, получило наиболее широкое распространение на практике. Оно применяется для отверстий:

не требующих дополнительной обработки; под зенкерование; под развертывание; под нарезание резьбы метчиков.

Различие этих типов сверл состоит в конструкции хвостовика и в длине рабочей части.

Сверла делятся на:

длинные с цилиндрическим хвостовиком (ГОСТ 887-60); короткие с цилиндрическим хвостовиком (ГОСТ 887-60); левые с цилиндрическим хвостовиком для автоматов (ГОСТ 2090-60); с цилиндрическим хвостовиком и укороченной рабочей частью (ГОСТ 4010-60); с коническим хвостовиком (ГОСТ 888-60); с усиленным коническим хвостовиком (ГОСТ 889-41); удлиненные с коническим хвостовиком (ГОСТ 2092-60); укороченные с коническим хвостовиком (ОСТ 8506-60); с четырехгранным суживающимся хвостом (ОСТ ).

Ш. Зенкеры.

("15") Зенкеры предназначены для обработки отверстий, полученных в результате сверления, рассверливания спиральными сверлами, а также отверстий в литых и штампованных заготовках.

Зенкеры получили широкое распространение в машиностроении, в особенности при массовом и крупносерийном производстве.

Зенкеры предназначаются для:

увеличения диаметров цилиндрических отверстий, полученных после сверления, отливки, ковки или штамповки; цилиндрических углублений; конических углублений; для обработки торцовых и фасонных поверхностей.

Основными конструктивными элементами зенкеров являются: число

канавок, режущая и калибрующая части, углы резания, угол наклона канавок, угол наклона главной режущей кромки, профиль канавок, зажимная часть.

Зенкеры изготовляются с тремя или четырьмя канавками.

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
18
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

IV. Развертки.

Развертка предназначается для изготовления точных отверстий. В зависимости от технологических требований, при помощи разверток можно получить отверстия с широким диапазоном допусков – от 4-го до 1-го классов точности и с различной частотой обрабатываемой поверхности – от 6-го до 10-го классов.

("16") Развертка применяется после предварительной обработки отверстий зенкером, расточным резцом или сверлом и может быть использована в качестве чистового или чернового инструмента.

Типы разверток:

ручные цилиндрические с хвостовиком (ГОСТ 7722-55); машинные цилиндрические с хвостовиком и насадные (ГОСТ 1672-53) машинные цилиндрические с хвостовиком и насадные со вставными зубьями (ГОСТ 883-51); ручные разжимные (ГОСТ 3509-47);

5) машинные с напаянными пластинками твердого сплава с хвостовиком и насадные (ГОСТ 6646-53);

6) машинные со вставными зубьями, оснащенными твердым сплавом (ГОСТ 9329-60);

7) конические под конические штифты (ГОСТ 6312-52);

8) конические под коническую резьбу (ГОСТ 6226-52);

9) конические под конус Морзе (ОСТ НКТМ 2513-39);

10) конические под метрический конус (ОСТ НКТМ 2514-39);

11) конические под конусность 1:30 (ОСТ НКТМ 2516-39);

12) цилиндрические мелкоразмерные с утолщенным хвостовиком (ГОСТ 8035-56);

13) котельные.

Основными конструктивными элементами развертки являются режущая и калибрующая части, число зубьев, направление зубьев, углы резания, неравномерный шаг зубьев, профиль канавки, зажимная часть.

V. Фрезы.

Фреза - лезвийный инструмент для обработки с вращательным главным движением резания инструмента без возможности изменения радиуса траектории этого движения и хотя бы с одним движением подачи, направление которой не совпадают с осью вращения (ГОСТ ). Фрезы представляют собой тела вращения с формой производящей поверхности, зависящей от формы обрабатываемой поверхности и расположения оси фрезы относительно детали.

Классификацию фрез проводят по следующим показателям.

По расположению зубьев относительно оси различают:

("17") 1) фрезы цилиндрические с зубьями, расположенными на поверхности цилиндра;

2) фрезы торцовые с зубьями, расположенными на торце цилиндра;

3) фрезы угловые с зубьями, расположенными на конусе;

4) фрезы фасонные с зубьями, расположенными на поверхности с фасонной образующей.

По направлению зубьев фрезы могут быть: прямозубыми, косозубые, с винтовым зубом.

По конструкции фрезы могут быть: цельными, составными, сборными, наборными.

По конструкции зубьев: фрезы с остроконечными зубьями и с затылованными зубьями.

По профилю зубьев:

1) фрезы резьбонарезные;

2) фрезы зуборезные дисковые и пальцевые;

3) фрезы зубонарезные червячные;

4) фрезы для канавок инструментов.

По конструкции инструмента:

1) фрезы с зубьями, сделанными за одно целое с корпусом;

2) фрезы составные, состоящие из двух одинаковых частей;

3) наборные или комплектные фрезы;

4) фрезы со вставными зубьями.

По способу крепления:

1) фрезы насадные с отверстием для насаживания на оправку;

2) фрезы концевые с цилиндрическим или коническим хвостовиком.

("18") VI. Протяжки.

Протяжка – многолезвийный инструмент с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвий в направлении, перпендикулярном к направлению скорости главного движения, предназначенный для обработки

при поступательном или вращательном главном движении лезвия и отсутствии движения подачи (ГОСТ ). Большую группу протяжек применяют для обработки цилиндрических внутренних и наружных поверхностей заготовок с неизменными формой и размерами по длине обрабатываемой поверхности детали. Для обработки таких поверхностей протяжки имеют стержневую форму. Режущие кромки, смещенные в направлении, перпендикулярном к направлению главного движения, срезают слои материала с поверхности заготовки. Режущая кромка каждого зуба не копирует путь предыдущего, а перемещается параллельно его траектории с углублением в образованную предыдущим зубом поверхность. Такой принцип обработки резанием называется протягиванием, а применяемый инструмент протяжкой или прошивкой. В протяжках сила

				09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
19
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

резания приложена к передней рабочей части инструмента, при этом деформируется корпус инструмента. В прошивках сила резания приложена к задней рабочей части инструмента, при этом деформируется стержень инструмента.

Протяжки применяют на протяжных станках с прямолинейным главным движением Dr – движением резания в горизонтальном или вертикальном направлении.

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
20
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

("19") Обработка производится при сравнительно невысоких скоростях резания V=6…10 м/мин.

Профиль образованной поверхности определяется формой режущих кромок зубьев, поэтому протяжки относят к фасонным лезвийным инструментам специального назначения, применяемых для обработки поверхностей определенной формы и размеров. Используют протяжки преимущественно в массовом и крупносерийном производствах, а также в мелкосерийном производстве для обработки поверхностей заготовок одинаковых по форме и размерам. В основном их применяют для обработки круглых, шлицевых, многогранных и др. отверстий, а также шпоночных канавок, наружных поверхностей, прямолинейных по длине, их применяют для получения деталей диаметром или шириной от 6 – 8 до 100мм и более.

Протяжки изготовляют из быстрорежущих сталей Р6М5, Р18 и др. и из легированных сталей ХВГ.

VII. Абразивные материалы.

Абразивный инструмент широко применяют при обработке различных деталей машин, механизмов и приборов, он обеспечивает точность обработки до 1 – 4мкм и параметр шероховатости поверхности Rа до 0,20 – 0,08мкм. Более 21% всего парка металлорежущих станков работает с использованием абразивного инструмента. В подшипниковой, автомобильной и моторостроительной промышленности станки для абразивной обработки составляют более 50% общего числа станков. Абразивную обработку широко применяют в инструментальной промышленности, где все окончательные операции производят с применением абразивных инструментов. Абразивный инструмент имеет определенную геометрическую форму. Он состоит из абразивных зерен требуемого материала и размера (зернистости), скрепленных между собой связкой, кроме того, в абразивном инструменте имеются поры (пустоты). Соотношение между количеством связки и пор определяет твердость абразивного инструмента, между количеством зерна и связки – его структуру.

Твердость абразивного инструмента – свойство связки оказывать сопротивление выравниванию абразивных зерен из его его рабочей поверхности.

К абразивным материалам, применяемым для изготовления абразивных инструментов, предъявляют следующие требования: он должен быть тверже, чем обрабатываемый материал, обеспечивать процесс резания

и самозатачивания, т. е. частично восстанавливать свои режущие свойства в процессе работы. Такими свойствами обладают минералы, которые и используют в виде абразивного материала. Абразивные материалы делят на природные (кварц, наждак, корунд и алмаз) и искусственные (электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, синтетические алмазы, кубический нитрид бора).

Для изготовления абразивных инструментов применяют в основном искусственные абразивные материалы. Природные абразивные материалы (кроме алмаза) имеют ограниченное применение из – за своей неоднородности и недостаточной стабильности эксплуатационных свойств.

09.11. АТПР. 1201Д. Лист   Изм. Лист № докум. Подп. Дата		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
21
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

("20") Заключение.

В завершении написания реферата я узнала, что раньше резание металлов осуществлялось простейшими ручными режущими инструментами. Некоторые из них, например слесарный напильник, граверный штихель, абразивный брусок, сохранились до наших дней и мало изменились. Постепенно, с развитием науки и техники, мускульная работа человека заменялась работой специальных машин – металлорежущих станков. Металлорежущий инструмент – это часть металлорежущего станка, воздействующая в процессе резания непосредственно на заготовку, из которой должна быть получена готовая деталь.

Основные вопросы о резании металлов изучили теоретически и экспериментально русские исследователи: (1868 – 1869), (1892 г.), (1896 г.), (1912 – 1914 гг.). Их по праву можно назвать основоположниками науки о резании металлов.

		Дылдина		09.11.	АТПР. 1201Д.	Лист
		Понякина. А.А
22
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

Список литературы.

, «Резание металлов и режущий инструмент» 1976 г. «Справочник токаря. Машиностроение. Ленинградское отделение, 1981. «Обработка металлов резанием, металлорежущий инструмент и станки» 1981г. Под редакцией . «Русские ученые – основоположники науки о резании металлов. МАШГИЗ 1952г. , и др. «Металлорежущие инструменты». Издательство «Машиностроение», 1989г. , В. . Матюшин, «Проектирование металлорежущих инструментов» 1963 г. ("21") «Обработка отверстий» 1984 г.

preview_end()