Развитие истории техники и технологий

Первый русский автомобиль был сконструирован в 1896 г. Е.А. Яковлевым  и Петром Фрезе. В 1901 г. был испытан  первый русский грузовой автомобиль, в 1903 г. – 10-местный автобус, в 1904 г. –  пожарная машина, а в 1902 г. – первый русский троллейбус.

Первые колесные тракторы с паровыми машинами появились в  Великобритании Франции в 1830 г. и применялись на транспорте и в военном деле, а с 1856 г. – и в сельском хозяйстве.

Прототип современного трактора был сконструирован в 1888 г. русским  механиком Ф.А, Блиновым. Гусеницы были разработаны Д.А. Загрижским в 1837г.

В 1911 г. Я.В.Мамин создал дизельный  колесный трактор.

17 июня 1930 г. с конвейера  Сталинградского тракторного завода  сошел первый трактор СТЗ-15/30 с карбюраторным двигателем.

30-40-е годы XIX в.

      в 30-40-е годы XIX в. общий рост продукции машиностроительных заводов по сравнению с бурным развитием хлопчатобумажного производства, особенно бумагопрядения, следует признать ничтожным, особенно учитывая возросший спрос на машиностроительную продукцию этой отрасли.

К началу Великой Отечественной  войны существовало мощное машиностроение, по объему машиностроительного производства Советский Союз занимал второе место в мире после США.

В годы войны машиностроительные отрасли производили в основном продукцию военного назначения.

После окончания Великой  Отечественной войны машиностроительная промышленность значительно повысила темпы и уровень производства. Вообще машиностроение за годы Советской власти развивалось более быстрыми темпами, чем народное хозяйство в целом. Средств производства производилось больше чем товаров народного потребления.

                               70-х и в середине 80-х годов

Несмотря на высокие темпы  развития, уже в конце 70-х и  в середине 80-х годов машиностроение не обеспечивало в полной мере потребности народного хозяйства ни по количеству, ни по качеству своей продукции. Особенно значительны достижения Машиностроение СССР в области совершенствования орудий производства во всех отраслях народного хозяйства, создания и внедрения высокопроизводительного оборудования. Повысились мощность, скорость и точность работы оборудования, улучшились его эксплуатационные качества, уменьшился вес единицы оборудования. Только за 1966—72 в Машиностроение СССР создано около 21,7 тысячи новых типов машин и оборудования и 7,5 тысяч новых видов приборов и средств автоматизации. 
  Большое развитие получает Машиностроение в 9-й пятилетке (1971—75). Особенно быстро растет выпуск высокоэффективных видов машин и оборудования для энергетики, металлургии, химической, лёгкой и пищевой промышленности, подвижного железнодорожного состава, производство станков с числовым программным управлением (ЧПУ), автомобилей, приборов и средств автоматизации. Сельское хозяйство обеспечивается большим количеством тракторов, сельскохозяйственных машин, автомобилей, землеройной техники. Укрупняются единичные мощности машин и оборудования, что позволяет повысить их эффективность. Для достижения высокого уровня производства машиностроительной продукции планируется значительное расширение и техническое перевооружение Машиностроение На машиностроительные предприятия направляется большая часть ресурсов металлорежущих станков, кузнечно-прессового оборудования. Машиностроение совершенствует свою техническую базу, технологию, организацию производства на основе последних достижений науки и техники. 
                             Конец XIX и ХХ век 
 
          Конец XIX и ХХ век характеризуются чрезвычайно богатым развитием техники. Особенно быстро развитие техники и технологии происходило после окончания второй мировой войны: появились микроэлектроника, робототехника, автоматизированное производство и автоматические методы его проектирования, биотехнология, лазеры, атомная энергетика, реактивная авиация и космическая техника, специальное материаловедение, компьютеры, коммуникационно-вычислительные сети т.п.. Развитие техники и технологии во все увеличивающихся объемах таит в себе опасность истощения невозобнавляемых природных ресурсов, нарушения природного равновесия, что может привести человечество к глобальному неблагополучию. В этой связи возрастает роль познания закономерностей и тенденций развития производительных сил, техники и технологий, необходимого для понимания содержания, перспектив и последствий развития техники и их влияния на экономику, экологию и общество. Развитие техники и фундаментальных наук привели в середине ХХ века к возникновению сложной системы технических наук, проникшей во все сферы жизни общества и вызвавшей стремительное развитие техники. Практически в течение одной человеческой жизни возможности людей изменились в тысячи раз. Это появление получило название научно-технической революции (НТР). 
Основными направлениями НТР явились: 
• Расширенное технологическое использование электричества; 
• Создание полупроводниковой техники; 
• Использование атомной энергии в мирных целях; 
• Широкое внедрение радиоэлектроники во все сферы деятельности человека, ее микроминиатюризация; 
• Улучшение свойств природных материалов и создание искусственных материалов с заданными свойствами; 
• Космические исследования и технологии; 
• Вычислительная техника, создание ЭВМ и ПЭВМ; 
• Автоматизация производства и управление на основе использования ЭВМ; 
• Информационные технологии; 
• Новые производственные технологии, основанные на использовании новейшей техники.

В последнее время в  России ежегодно создается около 300 технологий машиностроения. Из числа созданных за последние пять лет технологий машиностроения около 12% не имеет аналогов в мире и столько же соответствует лучшим зарубежным образцам. Таким образом, около четверти новых технологий машиностроения потенциально могут быть конкурентоспособными. Остальная часть вновь созданных технологий относится к категории «новые в стране».

Более четверти общего числа  созданных за последние пять лет  новых технологий машиностроения приходится на станкостроение и инструментальное производство. Кроме того, создано значительное число новых технологий в области конструкционных материалов, заготовительного производства, сварки, модификации поверхностей, а также специальных видов технологий.

Следует отметить, что для современной  российской промышленности характерен крайне низкий уровень спроса на новые технологии. Создаваемая в настоящее время база технологий машиностроения в количественном отношении составляет десятую часть от числа технологических разработок 1980-х годов. Однако темпы создания новых технологий машиностроения опережают темпы их внедрения, т. е. начальные стадии полного инновационного цикла (поисковые исследования - НИР - ОКР) более эффективны, чем последующие (освоение результатов НИОКР - выход на рынок). По-видимому, отраслевой рынок машиностроительной продукции в России за последние годы превратился в чисто финансовый рынок, и закупки импортного оборудования на зарубежные кредиты оказывались для отечественного бизнеса интереснее, чем освоение и закупка отечественного оборудования, оплачиваемого частью собственной прибыли.

Большая часть из созданных  технологий внедряется на одном-двух предприятиях. Лидерами во внедрении новых технологий являются ММПП «Салют», Омский завод специальных изделий, Волжский абразивный завод, Обнинский центр порошкового напыления. Распространение технологий происходит крайне медленно. Это касается даже уникальных технологий, запатентованных в развитых странах и получивших золотые медали на международных салонах инноваций и изобретений. Некоторые технологии и оборудование нового поколения экспортируются, но остаются не востребованными российской промышленностью. Зарубежные передовые технологии в еще меньшей степени востребованы отечественной промышленностью - ведь здесь также нужно осваивать и тиражировать результаты, продукты, полученные по новым технологиям. При существующем уровне инвестиций в инновационно-технологическое перевооружение в настоящее время потребность в технологиях более чем на 90% удовлетворяется за счет отечественных разработок.

Этапы развития машиностроения

Технология машиностроения как  наука прошла в своем развитии через несколько этапов.

Первый этап, охватывающий период XIX —начало XX в., был ознаменован первыми работами по обобщению накопленного производственного опыта в области металлообработки. Это киига И. А. Двигубского «Начальные основания технологии как краткое описание работ на заводах и фабриках производимых», труд И. А. Тиме «Основы машиностроения» (1885), трехтомник А.П.Гаврилен- ко «Технология металлов» (1861), обобщающий опыт развития технологии металлообработки (долгие годы был основным курсом, используя который, училось несколько поколений русских инженеров).

Второй этап, совпадающий с завершением периода восстановления и началом реконструкции промышленности России (до 1930 г.), характеризуется накоплением отечественного и зарубежного опыта производства машин. В технических журналах, каталогах и брошюрах этого времени публикуются описания процессов обработки различных деталей, применяемого оборудования, оснастки и инструментов. Издаются первые руководящие и нормативные материалы ведомственных проектных организаций страны.

Третий этап относится к периоду 1930 — 1991 г.г. и определяется продолжением накопления, обобщения и систематизации производственного опыта, началом разработки общих научных принципов построения технологических процессов и формированием технологии машиностроения как науки в связи с опубликованием в 1933 — 1935 гг. первых систематизированных научных трудов ученых А.П.Соколовского, А И. Каширина, В. М. Кована и А.Б. Яхина.

На этом этапе русскими учеными  и инженерами были разработаны основополагающие принципы построения технологических процессов и заложены основные теоретические положения технологии машиностроения:

типизация технологических процессов (А.П.Соколовский, М.С.Красильщиков, Ф.С  Демьянюк и др.);

теория базирования заготовок  при обработке, измерении и сборке (А.П.Соколовский, А.П.Знаменский, А.И.Каширин, В. М. Кован, А.Б.Яхин и др.);

методы расчета припусков на обработку (В. М. Кован, А. П. Соколовский, Б.С.Балакшин, А.И.Каширин и др.);

жесткость технологической системы (К. В. Вотинов, А П. Соколовский);

расчетно-аналитический метод определения  первичных погрешностей обработки заготовок (А П. Соколовский, Б. С. Балакшин, В.С.Корсаков, А.Б.Яхин и др.);

методы исследования точности обработки  на станках с применением математической статистики и теории вероятностей (АА.Зыков, А.Б.Яхин).

Четвертый этап, охватывающий годы Великой Отечественной войны и послевоенного развития (1941 — 1970), — период наиболее интенсивного развития технологии машиностроения, разработки новых технологических идей и формирования научных основ технологической науки. Глубокому научному анализу, теоретической проработке и практической проверке подверглись принципы дифференциации и концентрации операций, методов поточного производства в условиях серийного и крупносерийного изготовления военной техники, методы скоростной обработки металлов, применение переналаживаемой технологической оснастки и ряд других технических новинок.

В эти годы формируется современная  теория точности обработки заготовок  и подробно разрабатывается расчетно-аналитический  метод определения погрешностей обработки и их суммирования; совершенствуются методы математической статистики для анализа точности процессов механической обработки и сборки, работы оборудования и инструмента (Н.А.Бородачев, А.И.Яхин и др.). Начаты работы по анализу микрорельефа обработанной поверхности при использовании абразивного инструмента (Ю. В.Линник, И.В.Дунин-Барковский и др.). Получили дальнейшее развитие работы по созданию ученья о жесткости технологической системы и ее влиянии на точность и производительность механической обработки с широким внедрением методов расчета жесткости в конструкторские и технологические расчеты при проектировании станков и инструментов.

В это время проводятся теоретические  и экспериментальные исследования качества обработанной поверхности (наклепа, шероховатости, остаточных напряжений) и их влияния на эксплуатационные свойства деталей машин (П. Е. Дьяченко, А. И. Исаев, А.Н.Каширин, И.В.Крачельский, А.А.Маталин, А.В.Под- зей, Э. В. Рыжов, А. М. Сулима и др.). Формируется новое научное направление — изучение технологической наследственности (А.М.Дальский, А. А.Маталин, П. И.Яшерицын).

Большое внимание в этот период стало  обращаться на проблему организации  поточных и автоматизированных технологических  процессов обработки заготовок  в серийном и массовом производстве. Групповой метод технологии и организации производства был разработан и внедрен в производство С.П.Митрофановым; В. В. Бойцовым и Ф.С. Демьянюком созданы теоретические основы поточно-автоматизированного производства на базе типизации технологических процессов и классификации обрабатываемых деталей; подробно разрабатывается построение структур технологических операций (В.М.Кован, В.С.Корсаков, Д. В.Чарнко).

Путем обобщения и систематизации материалов по технологии сборки В. С. Корсаковым и М. П.Новиковым разрабатываются  научные основы сборки деталей. В  производстве начинают находить широкое  применение методы объемной и чистовой обработки пластическим деформированием, электрофизической и электрохимической обработки.

Пятый этап (с 1970 г. по настоящее время) характеризуется широким использованием достижений фундаментальных и общеинженерных наук для решения теоретических и практических задач технологии машиностроения. В качестве теоретической основы ее новых направлений или аппарата для решения практических технологических вопросов принимаются различные разделы математической науки (теория графов, множеств и т.д.), теоретической механики, физики, химии, теории пластичности, металловедения, кристаллографии и многих других наук. Это существенно повышает общий теоретический уровень технологии машиностроения и ее практические возможности.

В практике машиностроения имеют место  широкое применение вычислительной техники при проектировании технологических процессов и моделировании процессов механической обработки; автоматизация программирования процессов обработки на станках с числовым программным управлением (ЧПУ). Создаются системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП).

Большое внимание в 1990-е гг. уделялось  вопросам рационального использования робототехники при автоматизации технологических процессов и создании гибких автоматизированных производственных систем на основе использования ЭВМ, автоматизации межоперационного транспортирования и накопления деталей, активного и пассивного контроля деталей на поточно-автоматизированных линиях.

Бурное развитие машиностроения и  научно-исследовательских работ  в последние десятилетия привело к созданию новых специализированных дисциплин: «Технология автомобилестроения», «Технология автотракторостроения», «Технология станкостроения» и др. Дальнейшая работа по формированию «Технологии машиностроения» как науки привела к делению дисциплины на два самостоятельных курса: «Основы технологии машиностроения» и «Специальная часть технологии машиностроения». В первом курсе излагаются вопросы, общие для всех отраслей машиностроения, во втором — вопросы, специфические для данной отрасли машиностроения, касающиеся главным образом обработки основных заготовок деталей и сборки машин.

                                                     Заключение 
 
            Человеку необходимы для существования материальные блага, которые черпают из природы, преобразовывая в полезные предметы. Природа предоставляет мало предметов, которые могут быть использованы без обработки. И часто необходимо переработка, а следовательно и орудия труда.  
В течении веков двигателем была мускульная сила, затем животные, ветер, вода.

 Первый существенный шаг, первая промышленная революция. В 18 веке была изобретена паровая машина (в 1765 г. первый вариант, 1784 - промышленный). Появился источник энергии, независимый от природы компактный, передвижной. 
         Сейчас около 1/3 всех ресурсов сосредоточено в области машиностроении. 
         Около 1% работ нынче осуществляется вручную, следовательно,  сейчас машинная цивилизация. Человек покорил природу и создал: 
  -  Ноосфера -искусственно созданная сфера, новое состояние биосферы, сейчас человек физически не может существовать без нее. 
        Решающее значение для машиностроения (станкостроение) - машины способны воспроизводить самих себя, как в прошлом (топор), так и в современности (автомобилестроение). 
      Второй шаг - 20 век ознаменовался промышленной  революцией. Главное изобретение ЭВМ: автоматизация управления, переход к безбумажной информатике. В 21 веке переход к безбумажной информации и к возможностям глобального управления. Создается единое цифровое поле на основе цифровой формы.