|
Формирование творческой личностио своем предмете, без составляющих его гипотез. Попытаемся задать и ответить на несколько вопросов. Зачем нужен специалист-технолог производственных процессов? Он разрабатывает технологии производства и обеспечивает качество изделий и машин. Зачем нужен специалист по резанию материалов? Он осуществляет поиск оптимальных условий обработки одного материала другим, мониторинг за состоянием и реакцией инструмента на создаваемые условия работы, на назначенные интервалы глубины, подачи и скорости резания, на ударно- динамические и другие условия работы. Если нет такого специалиста, эти вопросы может в какой то степени решать технолог производственных процессов на основе имеющегося у него практического опыта параллельно со своей основной работой по выпуску готовых изделий. Сложившийся стереотип, подмены специалистов в области резания материалов, связан с недостаточной популяризацией предмета науки о резании материалов и вытекающим отсюда ослабленным вниманием к предмету деятельности специалиста. Все это является одним из источников скромных, разрозненных результатов научных исследований, которые не попадают в руки хранителей “очага” специалистов, призванных устанавливать связи между фактами, накопленными экспериментальным путем; формулировать основные законы и гипотезы, необходимые для предсказания последующих событий, уточнения возможных способов и направлений решения задач исследования. Достоверно установлено, что для эффективного развития науки нужны: 4. содержательно обоснованный предмет науки; 5. люди, способные к независимому мышлению, наделенные творческим воображением; 6. объективное существование препятствий на пути развития научного прогресса; 7. реальные потребности у людей в рождении новых идей; 8. весьма серьезные стимулы для проникновения человека в область неведомого, высказывания новых взглядов на реальный мир; 9. решимость и желание у людей преодолевать возникающие на пути научного прогресса препятствия. Что значит неправильно установлен предмет науки? Это значит, что люди, изучающие науку, изучают совсем не то, или не совсем то, что надо. Другие люди, которые обучают, учат не тому, чему надо было бы учить в рамках учебной дисциплины. Подобный факт имел место, например, в истории развития психологии [Г1]. Постепенно психология становилась экспериментальной наукой, получала разнообразное применение на практике. Но подлинно психологический эксперимент развивался медленно и в наиболее важных разделах и направлениях он делал лишь первые шаги, да и в других областях успехи экспериментальных исследований были еще скромными. Несмотря на более чем долголетний опыт развития и применение эксперимента в психологии достигнутые результаты были несоразмерно малыми и поразительно разрозненными. При недостаточно правильном выделении предмета подлинного изучения эмпирические исследования, оснащенные совершенной аппаратурой и математическими методами обработки результатов, развивались без теоретических представлений о своем предмете. Как отмечал П.Я. Гальперин [Г1] практическое применение психологии в этих условиях не отличалось достаточной научной обоснованностью и действительным научным значением. Немалая доля практической работы, выдаваемой за психологическую, на самом деле являлась идеологической. В психологии, как и в других областях деятельности человека, практика на начальной стадии и в довольно широких границах обходилась так называемым жизненным опытом. В качестве практических психологов работали (и не безуспешно) врачи, социологи, инженеры, физиологи, педагоги и многие другие. Невыясненность предмета психологии порождала невозможность ответа на вопрос о том, смогут ли специалисты психологи сделать больше, чем неспециалисты, замещающие психологов. Необходимость ответа на вопрос о предмете науки, насущное его практическое значение связаны с ответом на вопрос о том, что составляет механизмы явлений, которые изучаются данной наукой. Например, применительно к психологии таким вопросом будет вопрос о том, что составляет психологические механизмы явлений, где эти механизмы искать? Зная эти механизмы можно овладеть предметом в большей мере, чем позволяют опыт и практика, не вооруженные теорией. Можно искать эти механизмы в физиологии мозга. Можно искать механизмы психической деятельности в законах, управляющих вещами, в частности в логике как учении о самых общих отношениях между объектами. Так получается, что можно искать механизмы психических явлений или в физиологии, или в логике, но вне психологии. Однако если допустить, что такая ориентация психологических исследований правильна, то это означало бы, что психические явления не имеют собственно психологических механизмов и что психология ограничена одними явлениями. Но тогда следует откровенно признать, что психология не составляет отдельную, самостоятельную науку, потому, что никакая наука не изучает (т.е. только описывает) явления. Наука изучает собственно не явления, а то, что лежит за ними и производит их, что составляет сущность этих явлений – их механизмы. Уклончивое отношение в психологии к вопросу о ее предмете привело к тому, что психологи уходили либо в физиологию, либо в логику, либо отрицали психологию при интуитивной уверенности в том, что она существует [Г1]. Приведенный пример показывает, что вопрос о предмете науки становится самым насущным, самым практическим и настоятельным вопросом для любой науки. Хорошо когда наука имеет “жесткий каркас” знания, построенного так, что его изучение стихийно наводит на интуитивно правильное представление о ее предмете и задачах. При отсутствии ответа на вопрос о предмете науки, решение задач практики, не вооруженное теорией, оказывается малоэффективным. И если не выяснить, что же составляет предмет науки, то можно оказаться в положении слепых, бредущих в потемках, изредка натыкаясь на значительные, но разрозненные факты. В системе наук различают естественные, общественные (гуманитарные) и технические науки. Основу технических наук составляют: 10. исторические аспекты развития техники и технологии; 11. машиноведение; 12. принципы функционирования техники, процессов, технологических систем и сооружений; 13. технология процессов и производств; 14. принципы управления технологическими процессами. В соответствии с предложенной классификацией технические науки можно делить на исторические (истории техники), машиноведческие, онтологические, технологические и кибернетические. Дадим пояснения приведенной терминологии. Машиноведение – наука о машинах, включающая теорию механизмов и машин, конструирование и расчет на прочность деталей машин, изучение трения и износа в машинах . Онтология (от греческого on, родительный падеж ontos – сущее и …логия) – раздел философии, учение о бытии, в котором исследуются всеобщие основы, принципы бытия, его структура и закономерности. Бытие – философская категория, обозначающая независимое от сознания существование объективного мира, материи, природы, а в обществе – процесса материальной жизни людей. Технология (от греческого techne искусство, мастерство, умение и …логия) – совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции. Задача технологии как науки выявление физических, химических, механических и других закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов. Кибернетика – искусство управления, наука об общих законах получения, хранения, передачи и переработки информации. Современная кибернетика состоит из ряда разделов, представляющих самостоятельные научные направления. Теоретическое ядро кибернетики составляют теории: информации, алгоритмов, автоматов, исследования операций, оптимального управления, распознавания образов. Кибернетика разрабатывает общие принципы создания систем управления и систем для автоматизации умственного труда. Основные технические средства для решения задач кибернетики – ЭВМ и компьютеры. Критерием полноты представления о предмете науки является умелое выделение искомых явлений из множества других, смешанных в конкретном объекте. Четкое разъяснение по этому вопросу имеется у В.И. Ленина. В ряде работ В.И. Ленина содержатся указания о том, что каждый предмет имеет много разных сторон и каждая такая сторона составляет предмет особого изучения отдельной науки. В.И. Ленин дает примеры того, как следует рассматривать эти стороны, чтобы избежать произвольности выбора какой-нибудь одной стороны и эклектического сочетания разных (и тоже произвольно выбранных) сторон. Одно из замечаний по этому вопросу мы находим в “философских тетрадях” [Л3]. Значительно подробней они развиты в “Дискуссии о профсоюзах” [Л3]. В этой работе, поясняя различие между диалектикой, формальной логикой и эклектикой, В.И. Ленин разбирает следующий пример. Приходят два человека и спрашивают, …что такое стакан?…Один говорит: “Это стеклянный цилиндр “…Второй говорит: “Стакан – это инструмент для питья…”. Стакан есть, бесспорно, и стеклянный цилиндр и инструмент для питья. Но стаканы имеют не только эти два свойства (качества, стороны), а бесконечное количество других свойств, сторон, взаимоотношений и “опосредствований” со всем остальным миром. Стакан есть тяжелый предмет, который может быть инструментом для бросания. Стакан может служить как пресс-папье, как помещение для пойманной бабочки. Стакан может иметь ценность как предмет с художественной резьбой или рисунком, совершенно независимо от того, годен ли он для питья, сделан ли он из стекла, является ли его форма цилиндрической или не совсем, и так далее и тому подобное. Если сейчас нужен стакан как инструмент для питья, то совершенно неважно знать, имеет ли он вполне цилиндрическую форму и действительно ли он сделан из стекла, но зато важно, чтобы на дне его не было трещины, а также нельзя было поранить себе губы, употребляя этот стакан и т.п. Если нужен стакан не для питья, а для такого употребления, где годен всякий стеклянный цилиндр, тогда годится и стакан с трещиной в дне или даже вовсе без дна. Стакан как летательный снаряд есть предмет баллистики, как помещения для пойманной бабочки – предмет снаряжения энтомолога, как художественная вещь – предмет прикладного искусства, технологии производства, политической экономии и т.д. Стакан – конкретный объект, а изучающих его наук много, собственно неограниченно много. И каждая наука изучает не “просто стакан” и не “весь стакан”, т.е. все его “стороны”, а только одну из них (определенную совокупность свойств и закономерностей), которую отдельная наука и делает предметом своего изучения”. В замечании на книгу Аристотеля “Метафизика” [Л3] В.И. Ленин указывает: ”…математика и другие науки абстрагируют одну из сторон тела, явления, жизни”. Не трудно понять глубокую справедливость этого указания для любого конкретного объекта и для каждой науки: одним и тем же объектом могут заниматься многие науки и каждая выделять из него одну “свою” сторону. Поэтому неправильно указывать на какой-нибудь объект (вещь, процесс, явление) как на предмет изучения. Это неправильно потому, что ничего не говорится о главном – что же собственно в этом объекте может и должна изучать именно данная наука. Нельзя, например, определяя сущность науки, говорить, что эта наука о стакане, о пушке, о дожде, о здании и т.д. В ряду технических наук, занятых изучением принципов управления технологическими процессами создания высокоэффективных механизмов, машин и приборов, ведущее место занимает наука о резании материалов. Она служит базой для подготовки целого ряда инженерных профессий в области машиностроительных производств. Ее научную основу составляют термодинамические и физико-химические механизмы процессов формообразования поверхностей изделий и удаления срезаемого слоя в виде стружки. Рассмотрим основные этапы исторического становления науки о резании материалов, определяющие существо ее предмета. 2 §3.2. Основные этапы становления науки о резании материалов [P1] Свое развитие наука о резании материалов начала с изучения взаимодействия конкретных режущих и испытуемых материалов. Сначала такими материалами были углеродистые и конструкционные стали. Затем в группу режущих материалов пришли быстрорежущие стали, твердые сплавы, минералокерамические сплавы и т.д. Выявление влияния различных факторов на практически важные характеристики процесса резания показало, что каждое сочетание испытуемого (обрабатываемого) и режущего (инструментального) материалов имеет свой диапазон возможных параметров процесса резания и геометрических параметров режущего инструмента. Например, при использовании быстрорежущих сталей обработку резанием лучше производить инструментами с положительными передними углами, при использовании же твердосплавных инструментов удобным оказалось получать сливную стружку и гладкую поверхность при отрицательных передних углах. При обработке прерывистых поверхностей работа инструмента на удар может привести к повышению стойкости инструмента. При фрезеровании торцевыми твердосплавными головками можно отказаться от смазочно- охлаждающих жидкостей. Чисто резательные механизмы проявляют себя и при переходе от одного обрабатываемого материала к другому. Наиболее существенное изменение механизмов резания проявляется при переходе от обычных (углеродистых) сталей к жаропрочным материалам. При практически полном совпадении по своим механическим характеристикам с углеродистыми сталями жаропрочные сплавы имеют весьма низкую обрабатываемость резанием, требуют иного подхода к выбору рациональных условий обработки резанием (например, на основе сравнения химических составов обрабатываемых материалов). Первые экспериментальные и теоретические исследования, выполненные русскими учеными, по своему научному уровню и оригинальности не только были выдающимися достижениями того времени, но даже сохранили свое значение до настоящего времени. Среди них прежде всего заслуживают внимания работы И.А. Тиме, опубликованные в 1870-1877 годах. Тиме И.А. создал схему стружкообразования, учитывающую сдвиговой характер пластической деформации, дал математическое описание этого процесса, в частности вывел формулы для расчета силы резания и усадки стружки. В дальнейшем: а). Зворыкин К.А. вывел основное уравнение процесса стружкообразования, устанавливающее связь между углом сдвига, углом действия и условиями контакта стружки с передней поверхностью. б). Элементы механики процесса резания впервые рассмотрел А.А. Брикс. в). Савиным Н.Н. были выполнены первые исследования влияния охлаждающе-смазочных жидкостей на процесс резания. г). Я.Г. Усачев впервые применил металлографический метод для изучения процесса стружкообразования; он выявил действие нароста на стружкообразование, влияние некоторых условий резания на пластические деформации и температуру резания. д). Комиссия по резанию металлов разработала единую методику экспериментального исследования основных стойкостных и силовых зависимостей при любых схемах резания. На ранней стадии развития науки о резании материалов ее рекомендации носили характер частных эмпирических зависимостей. Однако в связи с расширением номенклатуры обрабатываемых и инструментальных материалов стали проявляться погрешности расчетов характеристик процесса резания, проводимых по эмпирическим формулам. В своем дальнейшем развитии наука о резании материалов учла эти недостатки, а также необходимость охвата в своих рекомендациях автоматизированных процессов резания, и был сделан шаг к математическому моделированию процессов резания, к получению теоретических моделей для определения характеристик процесса резания. В итоге получены теоретические формулы для расчета силы резания, функциональные зависимости между стойкостью инструмента и скоростью резания в широком интервале ее изменения. Очень характерным является процесс резания при малых толщинах среза. Механизмы такого явления составляют основу целого ряда технологических операций: тонкого точения, протягивания, развертывания, а также методов абразивной обработки. В число задач, возникающих перед наукой о резании материалов, включаются проблемы развития комплексных методов исследований, с учетом условий резания, конструкций инструмента, свойств инструментального материала, составов смазочно-охлаждающих жидкостей, жесткости упругой системы станок-инструмент-изделие. В результате получены методы усовершенствования инструментальных материалов, смазочно-охлаждающих жидкостей; создания станков, отвечающих заданным схемам резания. Учеными в области науки о резании материалов разработаны наиболее обоснованные представления по основным проблемам науки о резании материалов: по кинематике процесса резания; выявлению факторов, непосредственно влияющих на процесс резания; взаимосвязь факторов в процессе резания; схемам стружкообразования, учитывающим упрочнение обрабатываемого материала и действие скорости деформации; раскрыта природа коэффициента трения при резании и закономерностей его изменения; создана теория износа режущего инструмента; выявлен механизм образования поверхностного слоя при резании материалов; раскрыты основные закономерности вибраций при резании материалов; разработаны теоретические основы определения обрабатываемости материалов резанием. Перечисленные решения получены в результате исследования именно “резательных” механизмов явлений, протекающих в различных условиях функционирования процесса резания. Сравнивая положения науки о резании материалов с другими родственными науками, отметим, что технологическую науку, например, интересуют задачи создания высокоинтенсивных технологических операций производства готовых изделий. Поиск же оптимальных условий интенсификации процесса резания ведет наука о резании материалов. Это возможно прежде всего за счет увеличения суммарного сечения среза и скорости резания. Увеличение суммарного сечения среза возможно за счет увеличения числа одновременно режущих элементов (замена расточного резца зенкером, резьбового резца – метчиком и т.д.). Возможно одновременно увеличение количества режущих элементов и ширины среза (протягивание), одновременное использование нескольких однотипных инструментов (обработка на многорезцовых и многошпиндельных станках). Не исключена возможность увеличения суммарного сечения срезаемого слоя за счет изменения величины и направления сил резания, мощности резания при изменении условий резания (усовершенствование конструкций инструмента и его геометрических параметров). В поиск интенсивных условий резания включают также замену инструментального материала, выявление оптимальных геометрических параметров, конструкции инструмента для конкретных условий резания, управление процессом изнашивания инструментальных материалов, разработку оптимальных критериев затупления, методов назначения рациональных режимов резания с учетом свойств обрабатываемых материалов и некоторых технологических условий обработки. В результате наука о резании материалов для тяжелых обдирочных работ с глубиной резания до 30 мм и подачей до 3 мм/об разработала особо прочный твердый сплав – Т5К10В. Важную роль сыграло введение упрочняющих фасок на передней поверхности инструментов из этого сплава. Было освоено чистовое точение широкими твердосплавными резцами с подачей до 20 мм/об, разработаны резцы с нулевым вспомогательным углом в плане для высокопроизводительного получистового точения с подачей до 5 мм/об. Создание сплавов Т30К4 позволило добиться значительного повышения скорости резания. Для высокопроизводительного чистового и получистового точения чугуна и цветных сплавов были созданы однокарбидные твердые сплавы типа ВК3, ВК4 и ВК6, которые допускают значительно более высокие скорости по сравнению с ранее созданным сплавом ВК8. Переход на прерывистое резание внес ряд изменений в закономерности распределения напряжений в режущей части инструмента, условия нагрева и охлаждения режущей кромки. При торцевом фрезеровании, например, небольших стальных изделий припуски на обработку были сравнительно малы и необходимо было получать хорошее качество обработанной поверхности за один проход. Были использованы малые подачи на зуб и большие скорости резания. Холостой пробег фрезы получался кратковременным и циклическое охлаждение режущих кромок незначительным. При этом они испытывали периодические, сравнительно небольшие ударные нагрузки. Достаточная прочность фрез достигалась при использовании твердого сплава Т15К6 с улучшением геометрических параметров. При обработке больших стальных деталей торцевыми фрезами больших диаметров время холостого пробега зубьев значительно возрастало и циклические колебания температуры оказывали существенное влияние на напряженное состояние режущей кромки. Для того чтобы уменьшить это влияние, необходимо было снижать температуру и, следовательно, скорость резания. В этих условиях оказалось целесообразным применение более прочного твердого сплава Т5К10, допускающего подачи 0,8; 1,5 мм/об. Наибольшее влияние циклического изменения температуры наблюдается при строгании и точении некруглых изделий на карусельных станках, когда длительность перерыва в работе инструмента становится особенно большой. В этих случаях даже при оптимальной геометрии резца и малых скоростях резания тепловые напряжения вызывают появление трещин и разрушение резцов даже из сплава Т5К10. Успешное функционирование процесса при условии определенной его интенсификации стало возможным после создания особо прочного сплава ТТ7К12. Применение твердых сплавов для изготовления сверл, разверток, зенкеров показало, что в ряде случаев при обработке стали это не дает существенного эффекта, а иногда даже дает отрицательные результаты. Исследование “резательных” механизмов этого явления показало, что зависимость пути, пройденного инструментом до затупления от скорости в этом случае носит экстремальный характер. Переход на более высокий режим резания при обработке твердосплавным инструментом позволил обнаружить проблему завивания и удаления стружки из зоны резания. При высоких режимах резания в зоне резания отсутствует нарост или сильно развитая застойная зона, и образующаяся при этом стружка имеет малую кривизну, получается более пластичной и прочной, что создает опасность для станочника. Создание минералокерамического инструмента, исследования механизмов резания выявило возможность его применения для чистового точения чугуна, сталей с большими скоростями и весьма ограниченным количеством перерывов в работе (из-за низкого сопротивления циклическому изменению температуры). Механизмы воздействия процесса резания на поверхностный слой изделия обусловливают возможность снижения неточностей обработки. Основной путь воздействия – уменьшение сечения среза. Однако значительное уменьшение припуска на обработку во многих случаях оказывалось невозможным из-за необходимости устранять неточности предыдущей обработки или из-за потери устойчивости процесса. В то же время значительное уменьшение подачи иногда приводило к уменьшению точности обработки из-за увеличения размерного износа, а также к резкому снижению производительности. Наука о резании материалов, исследуя эти противоречия, постепенно находила приемлемые решения, устанавливала необходимые закономерности для выбора оптимальных условий и характеристик процессов резания. Одним из методов, принятых наукой о резании материалов, является разделение припуска на несколько проходов или между рядом последовательно работающих режущих зубьев. На принципе разделения припуска был разработан метод шлифования. При каждом проходе глубина резания остается незначительной, высокая точность обработки достигается за счет сглаживания поверхности большим числом зерен. Для повышения точности обработки были использованы принципы частичного замыкания сил резания в жестком контуре (например, при развертывании круглых отверстий, протягивании отверстий осесимметричной формы), уменьшения колебаний силы резания и деформации упругой системы, снижения автоколебаний в процессе резания, регулирования скорости резания. Скорость резания может влиять на точность обработки через изменение интенсивности размерного износа, величины и направления силы резания, развитие нароста и застойной зоны, тепловых деформаций деталей и инструмента, дисбаланса вращающихся частей системы станок-инструмент- изделие. Выявлено влияние механизма процесса резания на качество, свойства и состояние поверхностного слоя обрабатываемых изделий. Основные средства регулирования качества поверхностного слоя: параметры процесса резания, геометрия режущей части инструмента и сечения среза, качество и химический состав инструментального материала, интенсивность и методы охлаждения, допустимое значение износа режущего инструмента. Наука о резании материалов установила, что производительность процесса резания возрастает прямо пропорционально увеличению суммарной длины одновременно работающих режущих кромок, а качество обработанной поверхности при этом изменяется мало. При увеличении толщины среза производительность растет меньше, чем при увеличении суммарной длины рабочих участков режущих кромок, так как при этом приходится более существенно снижать скорость резания для сохранения заданной стойкости инструмента. При значительном увеличении толщины необходимо применять более прочный, но менее износостойкий материал инструмента, что дополнительно снижает скорость резания. Кроме того, увеличение толщины среза снижает качество обработанной поверхности. Поэтому повышение производительности за счет увеличения толщины среза более эффективно при обдирочных работах. При резании новых материалов влияние условий резания на характеристики процесса резания может не подчиняться известным закономерностям. Например, при точении молибдена со скоростями резания, обеспечивающими стойкость резца более 30 минут, подача практически не влияет на износостойкость резцов; при резании на воздухе производительность твердосплавных резцов ниже, чем быстрорежущих. Применение охлаждающе-смазочных жидкостей резко снижает стойкость быстрорежущих резцов и повышает стойкость твердосплавных. Для материалов, таких как молибден, вольфрам, механические свойства не характеризуют их обрабатываемость, а стойкость инструмента не характеризует количество изделий, обработанных до его затупления. Значительная часть поломок твердосплавного инструмента не является случайной и связана с закономерным возникновением и развитием трещин, вызванных циклическими термодинамическими нагрузками на режущий инструмент. В связи с этим, большое значение приобретает изучение закономерностей влияния условий резания на напряжения и схемы разрушения рабочей части инструмента. Так как возникновение и развитие трещин зависит от свойств твердого сплава, то проблема повышения прочности инструмента зависит также от стабильности этих свойств. За последние годы появились новые методы обработки металлов, основанные на использовании разрушения их поверхности электроэрозией, анодным растворением, электронным лучем, ультразвуком. Однако при обработке наиболее распространенных машиностроительных материалов резание обеспечивает производительность в несколько раз большую при удельных затратах электроэнергии в десятки раз меньших. Поэтому вполне закономерным является вывод о том, что в обозримом будущем обработка резанием в машиностроительном производстве сохранит свое приоритетное значение и ее объем будет неуклонно возрастать. Учитывая многогранность явлений, протекающих при резании материалов, в их исследовании принимают участие различные фундаментальные науки. Они распределили между собой задачи исследования механизмов явлений, протекающих при резании, следующим образом: механизмы действия сил, обусловливающих удаление срезаемого слоя с заготовки в виде отделяемых элементов, составляют заботу механики (следует отметить, что это выражение надо понимать пока в гипотетическом смысле, так как современные исследователи в области механики чаще всего обходят стороной явления резания металлов); физику и теплофизику интересуют механизмы электрических явлений, выделения тепла, образования распространения тепловых потоков между инструментом, заготовкой и стружкой; появления колебаний, вибраций в зоне резания; трибологию, трибонику ( от греческого слова tribos, трение) занимают проблемы, связанные с изучением трения между режущим клином инструмента, стружкой и обработанной поверхностью изделия, износа режущих инструментов и формирования рельефа обработанной поверхности; химию интересуют проблемы действия смазочных и охлаждающих свойств сложных органических соединений, используемых в процессе резания; технологию металлов как науку о способах получения и свойствах металлов, сплавов и неметаллических материалов, интересует действие исходных физико- механических свойств сырья, заготовок, используемых для изготовления изделий; металловедение как раздел технологии металлов занимают проблемы структурных изменений поверхности инструментальных материалов, в ходе разрушительного воздействия процесса резания; науку о прочности материалов (сопротивление материалов) интересуют проблемы деформации срезаемого слоя под действием режущего клина-индентора; технологию машиностроения интересуют проблемы обеспечения с помощью различных этапов резания ( различными режущими инструментами) оптимальных условий формообразования поверхностей изделий и технико-экономических показателей производственных процессов. Если на этом закончить перечисление механизмов явлений, исследуемых науками, то это значит что не сказать о том, что явления обработки материалов резанием входят также в круг проблем экономической науки, кибернетики и других. Встает вопрос о том, что же изучает сама наука о резании материалов? Механизмы каких же явлений, протекающих при резании материалов приходятся на долю самой науки о резании материалов? Учитывая приведенный выше исторический обзор этапов развития науки о резании, считаем что такими механизмами являются: 1)механизмы поведения режущего инструмента и обрабатываемого материала в изменяющихся условиях резания, определяющие искусство резать один материал другим (со снятием стружки); 2) механизмы стабильного функционирования процесса резания как прообраза технологической операции формирования поверхностей изделия. Механизмы первой группы составляют сущность искусства резания – онтологию процесса резания. Каждая теоретическая структура непременно опирается на определенные онтологические представления, составляющие ее устойчивое содержательное основание и подвергающееся изменениям по мере развития познания. В онтологию резания входят прежде всего задачи отбора, ориентации и управления поведением режущего инструмента в изменяющихся условиях процесса резания; геометрического, структурного и математического моделирования процесса резания как регулируемой термодинамической системы отделения срезаемого слоя; анализа систем процесса резания и его экспериментального исследования. Механизмы второй группы – обеспечения стабильного резания одного металла другим наиболее близки к решению проблем обрабатываемости материалов резанием с применением конкретных режущих инструментов и условий резания, получения заданных параметров точности обработки и качества поверхностного слоя. Анализ литературных источников в области резания материалов показывает, что на сегодня в этой области знаний накоплен обширный экспериментальный материал. Имеются книги отдельно по вопросам механики и геометрии процесса резания, физическим основам учения о резании материалов, стойкости и износе режущих инструментов, по исследованию вибраций, качества поверхности и точности при обработке материалов резанием, о методах определения обрабатываемости и наивыгоднейших режимов резания. Однако практически нет книг по механике, физике, химии и другим наукам, где отдельными разделами рассматривались бы глубоко научные проблемы процесса резания. Такие разделы могли бы служить доказательством особого исключительного положения в них процессов резания, или подтверждением на примере резания методик и основных закономерностей конкретной науки, возможного объединения ряда наук. В замечаниях и пометках к книге А. Рея “Современная философия” В.И. Ленин [Л3] пишет: “…Наука не может решиться считать навсегда изолированными различные разряды факторов, ради которых она разбилась на особые науки. Это деление имеет вполне субъективные и антропоморфические причины. Оно возникает единственно из потребностей исследования, побуждающих размещать вопросы рядами, сосредоточивать внимание отдельно на каждом из них, начинать с частного, чтобы прийти к общему”. Однако процесс начального разъединения наук и последующего их объединения в одну общую науку весьма длителен по времени. В отдельных науках (например, биологии, математике) такое объединение уже завершается. В области же резания материалов можно говорить пока лишь о предварительном подборе объединяющего названия. Такими объединяющими названиями могут быть: томология (от греческого tomo, [pic] – режу и …логия) комплекс наук о резании, металлотомия (от греческого (((((((( – металл и [pic] режу), или металлотомология совокупность наук о резании материалов. Препятствием объединению наук служит незавершенность детального разграничения и уточнения предметов отдельных наук в той или иной степени |
|
