Формирование творческой личности

последнее время в области резания материалов; причиной того, что до сих пор

еще многие исследователи, занимающиеся проблемами технологии и онтологии

резания уходят в физику, теплотехнику, металловедение, кибернетику,

машиноведение. Уходят в уверенности и надежде, что именно там лежит решение

онтологических проблем обработки резанием. И если допустить, что такая

ориентация исследований в области резания правильная, то это означало бы,

что резание состоит из явлений, механизмы которых определяются только

естественными науками. И тогда следовало бы откровенно признать, что знания

в области резания не могут составлять отдельную самостоятельную науку, так

как у такой науки нет своего предмета, нет своих законов, своей структуры

знаний, нет своего метода и инструментария.

Вопрос о предмете наук, изучающих механизмы явлений, протекающих при

резании материалов, является сегодня самым насущным, самым практическим и

настоятельным вопросом. Изучение явлений резания стихийно не наводит на

интуитивное, правильное представление об их предмете и задачах науки о

резании материалов. Это ведет к тому, что многие специалисты в области

резания материалов остаются сегодня на позиции объектной классификации

наук, упрощенно объединяя в одной науке весь комплекс знаний: о процессе

резания, режущих инструментах, изделиях и станках. В этом случае ее

название напоминает приведенную выше “науку о стакане”. Ленинский принцип

разделения объекта, выделения его разных сторон, каждая из которых

составляет предмет отдельной науки, как уже указывалось, позволяет

обнаружить ошибку, которая содержится в объектном определении предмета

науки о резании материалов.

Кроме того нельзя считать, что отдельные науки: механика, химия,

технология металлов, металловедение и другие, вносящие свой вклад в

исследование механизмов явлений резания материалов, являются разделами

единой науки о резании материалов, так как каждая из них действительно

является особой наукой, имея свой предмет, свой метод исследования и

инструментарий.

3 §3.3. Основные тенденции отражения предмета науки о резании материалов в

учебных курсах (анализ рабочих программ курсов)

В своем анализе обратимся изначально к программам 30-35 летней

давности. Учебно-методическим управлением по ВУЗам 27 сентября 1961 года

утверждена программа курса “Резание металлов” (инд.УМУ-Т-5/72) для высших

учебных заведений по специальности 0501 – ”Технология машиностроения,

металлорежущие станки и инструменты” [П8]. Программа содержала 15 разделов:

введение, геометрические параметры режущей части резцов, элементы резания и

срезаемый слой, инструментальные материалы, основы процесса резания

металлов и сопровождающие его физико-технические явления, точение,

строгание и долбление, сверление, зенкерование, развертывание,

фрезерование, резьбонарезание, протягивание, зубонарезание, шлифование.

Во введении указывалось, что курс “Резание металлов” является базой

для “разработки технологии машиностроения, расчета и конструирования

станков и режущих инструментов”. Понятия предмета учебного курса как

выразителя предмета науки о резании металлов не устанавливалось.

Однако в программе обозначена необходимость краткого исторического

обзора задач, стоящих перед “наукой о резании металлов” в связи с

дальнейшим развитием народного хозяйства СССР [Г4, П8].

Подобно тому, как в 1935 году из курса технологии металлов выделился

курс резания металлов, так в 1975 году из курса резания металлов выделилась

его теоретическая часть и получила название теории резания металлов.

Типичным представителем программ курса “Теория резания металлов” того

времени является программа (АМ-1)/05 для студентов заочников специальности

0501, разработанная в 1976 году во Всесоюзном заочном машиностроительном

институте и одобренная кафедрой “Резание материалов” Мосстанкина [П9]. Ни

предмет науки, ни отношение к нему учебного курса в программе не

сформулированы. В ней находим следующие базовые положения.

“Главная цель курса – научить студентов правильно и обоснованно

выбирать условия рационального использования режущего инструмента и станка

при заданных условиях обработки детали”.

Курс “Теория резания металлов” рассматривается как “база для

разработки технологии машиностроения, расчета и конструирования станков и

режущих инструментов”. При изложении курса предполагается краткий

исторический обзор развития науки о резании металлов. Как и предыдущая

(1961 года) программа 1976 года содержит 15 тем: введение, геометрические

параметры режущей части резцов, элементы режима резания и срезаемый слой,

инструментальные материалы, основы процесса резания металлов, точение,

строгание и долбление, сверление, зенкерование, развертывание,

фрезерование, резьбонарезание, протягивание, зубонарезание, шлифование.

В качестве рекомендуемой литературы названы следующие источники:

[B5], [Б15], [Г5].

В следующем, 1977 году были разработаны две новые программы и

утверждены учебно-методическим управлением (УМУ) Министерства высшего и

среднего специального образования СССР.

А. Программа курса [П11] “Теория резания” (индекс УМУ-Т-5/868) для

высших учебных заведений по специальности 0501 – “Технология

машиностроения, металлорежущие станки и инструменты”, состоящая из 18

разделов: введение, инструментальные материалы; элементы резания и

срезаемый слой; геометрические параметры рабочей части инструмента;

кинематика резания; процесс образования стружки; износ и стойкость

инструмента; оптимальная геометрия режущих инструментов; графо-

аналитические методы обработки экспериментальных данных; точение, строгание

и долбление; сверление, зенкерование и развертывание; фрезерование;

резьбонарезание; протягивание; зубонарезание; шлифование. Программа

разработана кафедрой “Теория механической обработки и инструмент” в МВТУ

им. Баумана и базируется только на одном литературном источнике, подобно

тому как это было сделано в программе 1961 года. Хотя к этому времени уже

была издана книга по основам теории резания, автор Бобров В.Ф.

Предмет курса не определен. Некоторое упоминание о том, что он должен

быть находим во введении программы: “Принцип обработки заготовок резанием.

Определение процесса резания. Определение режущего инструмента. Значение

теории резания для развития механической технологии, конструирования

станков и инструментов и назначения технически обоснованных режимов

резания. Предмет курса резания”.

Б. Программа (УМУ-Т-5/867) [П10] курса “Резание материалов” для

высших учебных заведений по специальности 0501 – “Технология

машиностроения, металлорежущие станки и инструменты. Основная литература –

все то же издание 1954 года (из программы 1961 года). Дополнительно

рекомендуется лабораторный практикум, общемашиностроительные режимы резания

и учебные фильмы по курсу “Резание материалов”. Программа очень напоминает

программу 1961 года и содержит разделы: введение, геометрические параметры

режущих инструментов, параметры резания и срезаемый слой, основы процесса

резания материалов, смазочно-охлаждающие среды, инструментальные материалы,

точение, сверление, зенкерование, развертывание, фрезерование,

резьбонарезание, протягивание, зубонарезание, шлифование. К вопросам,

определяющим предмет науки резания материалов, в программе можно отнести

лишь маленькое указание во введении: “Задачи науки резания материалов в

связи с дальнейшим развитием народного хозяйства СССР”. После семилетнего

перерыва в 1984 году коллектив авторов, докторов технических наук,

профессоров (Клушин М.И., Горьковский политехнический институт;

Резников А.Н., Тольятинский политехнический институт; Силин С.С.,

Андроповский авиационно-технологический институт; Талантов Н.В.,

Волгоградский политехнический институт; Подураев В.Н., МВТУ) разработал

программу (индекс УМУ-Т-5/1086) дисциплины “Теория резания” для высших

учебных заведений по специальности 0501 – “Технология машиностроения,

металлорежущие станки и инструменты”. Программа включает в себя

объяснительную записку и содержание дисциплины [П12].

В содержание включены разделы: введение, основные понятия, термины и

определения, относящиеся к обработке резанием, краткие сведения о

современных инструментальных режущих материалах, пластическая деформация;

трения и контактные явления при резании; силы, работа и вопросы динамики

резания; теплофизика резания; изнашивание, стойкость и прочность режущих

инструментов; образование геометрии обработанной поверхности, напряженности

и свойств металла поверхностного слоя обработанной детали; особенности

резания при чистовой, лезвийной и абразивной обработке; взаимосвязь явлений

при обработке резанием, обработка резанием как система (системы резания);

регулирование параметров функционирования системы резания путем воздействия

на поверхностные явления и подводе дополнительных источников энергии;

оптимизация функционирования системы резания. Из за отсутствия единого

учебника по курсу авторами программы предложены основные и дополнительные

источники.

Основные: [Б15], [П6], [P1].

Дополнительные: [C3], [T5].

В том же 1984 году учебно-методическим управлением по высшему

образованию (20.06.84) утверждена программа дисциплины “Тепловые процессы в

технологических системах” для высших учебных заведений по специальности

0501 – “Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты”

(индекс УМУ-Т-5/1083) [П9]. Программа включает в себя объяснительную

записку и содержание дисциплины. В объяснительной записке находим: “Предмет

курса “Тепловые процессы в технологических системах” состоит в описании

закономерностей теплообмена и изложении на их основе общих рекомендаций по

управлению тепловыми явлениями при механической обработке материалов.

Задачей изучения данной дисциплины является обучение студентов умению

выполнять тепловые расчеты и эксперименты, относящиеся к объектам

производства и компонентам технологических систем.”

Содержание дисциплины: введение; основные положения учения о

теплопроводности; схематизация компонентов технологических систем с целью

описания процессов теплопроводности; методы описания процессов

теплопроводности в твердых телах, участвующих в технологических системах;

конвективный теплообмен и теплообмен излучением; методы экспериментального

определения температур в технологических системах; теплофизический анализ

как средство повышения эффективности процессов механической обработки

материалов и качества изделий. Программу составили: проф. д-р. техн. наук

Резников А.Н. (Тольятинский политехнический институт), проф. д-

р. техн. наук Клушин М.И. (Горьковский политехнический институт), проф. д-

р. техн. наук Силин С.С. (Андроповский авиационно-технологический

институт).

Предлагаемый курс явно отходит от предмета науки резания материалов.

Программа имеет технологическую направленность.

По нашему мнению эта дисциплина должна излагаться либо отдельно, либо

в курсах, ориентированных на конечный продукт, изделия, т.е. она не может

быть заменой курсов по резанию материалов.

Литература по дисциплине:

Исаченко В.П. и др. Теплопередачи: учебник для теплоэнергетических

специальностей ВУЗов. М.: Энергоиздат, 1981. 417с.

Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977.

343с.

Резников А.Н. Теплофизика процессов обработки материалов.

М.: Машиностроение, 1981. 279с.

К сожалению, ни один из источников не раскрывает проблемы воздействия

тепловых потоков на качество изделий, получаемых в технологической системе.

Предмет этой дисциплины – представление для технологической науки

(технологов) сведений о течении тепловых процессов в технологической

системе в станке, инструменте, изделии и влиянии их на результативность

технологической операции.

Предметом близкой к резанию материалов дисциплины теплофизики резания

является физическое исследование условий поведения режущего инструмента,

т.е. представление науке о резании материалов физических закономерностей,

определяющих течение тепловых процессов в зоне резания.

Таким образом, это две совершенно разных дисциплины, хотя и изучающих

физику тепловых явлений. В одном случае – специалистов интересуют тепловые

явления в зоне резания, а в другом – в технологической системе, которая

может состоять: из одного станка, станков автоматов, станков с ЧПУ,

автоматических линий.

Поэтому проблемы, обозначенные в программе [П9], нельзя объединять с

дисциплинами резания материалов, так как они не изучают технологические

проблемы получения готовых изделий. Но именно так поступило УМУ, утвердив

27.02.89г. программу по объединенной дисциплине “Теория резания, тепловые

процессы в технологических системах” для высших учебных заведений по

специальности 1201 “Технология машиностроения” и специальности 1202 –

“Металлорежущие станки и инструменты” [П10].

При этом первая же строка объяснительной записки программы

показывает, что этот курс еще шире, так как полностью называется: “Теория

резания, физические и тепловые процессы в технологических системах”.

Программу составили: д-р. техн. наук проф. Старков В.К. (Мосстанкин), д-

р. техн. наук проф. Подураев В.Н. (МВТУ им. Баумана), д-р. техн. наук проф.

Силин С.С. (Андроповский авиационно-технологический институт), д-

р. техн. наук проф. Талантов А.В. (Волгоградский политехнический институт),

д-р. техн. наук проф. Верещака А.С. (Мосстанкин), канд. техн. наук доц.

Синопальников В.А. (Мосстанкин).

Рекомендуемая литература.

Основная: [Г6], [Б15], [П6], [P3].

Дополнительная:

Старков В.К. Управление стабильностью и качеством обработки резанием

в автоматизированном производстве. М.: Машиностроение, 1989.

Верещака А.С., Третьяков И.П. Режущие инструменты с износостойким

покрытием. М.: Машиностроение, 1986. 192с.

Содержание курса разделено на две части: теория резания материалов и

тепловые процессы в технологических системах.

Первая часть включает: введение, основные понятия, термины и

определения теории резания материалов, физические основы процесса резания,

динамика процесса резания, предварительные сведения о тепловых явлениях при

резании, формирование свойств обрабатываемой детали в процессе резания,

работоспособность и отказы режущего инструмента, пути повышения надежности

инструмента, особенности различных процессов обработки резанием, теория

процесса абразивной обработки, применение смазочно-охлаждающих

технологических сред, особенности обработки резанием различных материалов,

оптимизация процесса резания, особенности управления процессом резания в

автоматизированном производстве, заключение.

Вторая часть содержит: введение, основные положения учения о

теплопроводности, схематизация компонентов технологических систем с целью

описания процессов теплопроводности, методы описания процессов

теплопроводности в твердых телах, участвующих в технологических системах,

конвективный теплообмен и теплообмен излучением, методы экспериментального

определения температур в технологических системах, теплофизический анализ

как средство повышения эффективности процессов механической обработки

материалов и качества изделий.

Возникшее смешение предметов наук резания материалов и технологии

машиностроения привело к тому, что авторы программы ставят перед учебном

курсом задачи, присущие двум наукам сразу:

23. оптимизация процесса резания и технологического процесса;

24. обеспечение надежности процесса резания и режущего инструмента;

25. управление процессом резания.

Отмечая принятое объединение двух дисциплин в одну, авторы программы

совершенно справедливо делают оговорку о возможности самостоятельного

использования второй части программы.

И, наконец, в 1993 году в учебных планах обучения студентов появилась

новая дисциплина “Процессы формообразования и инструмент”. Судя по

названию, дисциплина не отвечает предмету науки о резании материалов и

имеет строго технологическую направленность, так как во главу угла ставятся

процессы формообразования, а не процессы резания, взаимодействия

инструмента, стружки и изделия в процессе отделения срезаемого слоя. В

таком виде этот курс может быть применен только как замена первой,

ознакомительной части курса технологии машиностроения.

4 §3.4. Анализ учебников и других источников, включенных в списки основной

литературы в программах по обработке материалов резанием

1. Резание металлов. Г.И.Грановский, П.П.Грудов, В.А.Кривоухов и др.

М.: Машгиз, 1954. 480с.[Г5].

Книга написана в традиционном варианте: информация о достижениях в

теории и практике резания металлов на уровне первой послевоенной пятилетки.

Имеет большой объем, вполне приемлемый, учитывая достаточное число часов

учебной нагрузки, выделяемое в то время на изучение дисциплины “Резание

металлов”.

В книге приводится, что среди многих отраслей науки, получивших

широкое развитие в наше время, имеется молодая наука, созданная в советской

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8