МТ-2 " Инструментальная техника и технологии"

← Назад

Кафедра - научно-педагогическая школа в области технологии обработки материалов резанием, электрофизическими способами, проектирования режущих инструментов и инструментальной оснастки, а также технологии инструментального производства основана в МГТУ им. Н.Э. Баумана в 1929 г. на базе созданной в Императорском Московском Техническом Училище (ИМТУ) в 1909 году лаборатории технологии металлов. Кафедра является одной из первых Отече­ственных школ по подготовке инженеров и специалистов высшей квалификации в указанных направлениях.

До 1987 года подготовка инженеров осуществлялась в рамках специальности 050100 "Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты", позже по специальности 120200 "Металлорежущие станки и инструменты". В настоящее время осуществляется подготовка дипломированных специалистов (инжене­ров) в рамках специальности 151003 "Инструментальные системы машиностроительных произ­водств". Кафедра стремится сохранить максимальную преемственность с комплексной специальностью 050100, подготавливая специалистов по:

Для подготовки специалистов высшей квалификации имеется аспирантура и докторантура по научной специальности 05.03.01. "Технология и оборудование механической и физико-технической обработки". В МГТУ им. Н.Э. Баумана при всех реоргани­зациях специальностей и направлений всегда существовали специализированные диссертаци­онные советы по защите диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора тех­нических наук.

Научно-педагогической школой в различные годы руководили проф., д.т.н. И.М. Беспрозванный (1930 - 1950 г.), Г.И. Грановский (1950 - 1982 г.), В.Н. Подураев (1982 - 1991 г.), А.Е. Древаль (с 1991 г.).

Научно-педагогическая школа с момента основания находится в пределах одной области науки и техники и прошла большой эволюционный путь в соответствии с растущими требованиями машиностроения и развитием науки резания металлов и технологии инструментального производства. Углубление учебной и научной подготовки и ее фундаментализация происходили в значительной степени благодаря научному предвидению и инициативе ученых кафедры, правильно оценивавших направления развития производства.

В тридцатых и в начале сороковых годов под руководством проф. д.т.н. И.М. Беспрозванного на основании исследований физических явлений, возникающих при резании металлов, сложилось научное направление по установлению рациональной геометрии режущей части инструментов, рациональных режимов резания, нормированию технологических операций механической обработки. Большинство сотрудников кафедры были привлечены к работе Комиссии по резанию металлов (1936 - 1941 г.), созданной по приказу Народного комиссара С.Г. Орджоникидзе. Комиссия по резанию (председатель Е.П. Надеинская) разработала первые отечественные нормативы режимов резания по основным видам обработки. Разработчиками отдельных разделов были сотрудники кафедры проф., д.т.н. И.М. Беспрозванный, Г.И. Грановский, М.Н. Ларин, доц., к.т.н. П.П. Грудов, Е.К. Зверев, Л.А. Рождественский и другие. На кафедре была организована базовая лаборатория Комиссии по резанию. В лаборатории проведено большое количество экспериментальных исследований по установлению стойкостных и силовых зависимостей при различных видах обработки резанием основных конструкционных материалов. Это научное направление приобрело большую значимость в годы Великой Отечественной войны, когда практически все сотрудники кафедры совмещали подготовку инженерных кадров с работой на оборонных предприятиях. За внедрение передовых методов механической обработки, обеспечивающих высокую производительность, качество вооружений и боеприпасов, лауреатами Сталинской (впоследствии Государственной) премии стали проф., д.т.н. И.М. Беспрозванный, М.Н. Ларин, доц., к.т.н. С.Л. Каменкович, Л.А. Рождественский

Всплеск научных работ по нормированию режимов резания пришелся на 80-е годы, что было обусловлено необходимостью учесть произошедшее расширение номенклатуры конструкционных и инструментальных материалов, изменения в технико-технологических возможностях металлорежущих станков. Проф., д.т.н. Г.И. Грановский являлся одним из инициаторов организации ГСПКТБ "Оргприминструмент" - руководителя и координатора научных исследований по разработке современных нормативов режимов резания. Сотрудники кафедры доц., к.т.н. Е.Д. Баклунов, В.В. Белодед, Б.Д. Даниленко, А.Е. Древаль, Е.К. Зверев, В.Ю. Малышко, В.П. Покровский, Л.С. Сенченкова являются авторами методик проведения исследований по разработке нормативов режимов резания. Они непосредственно выполняли экспериментальные исследования в лаборатории кафедры, разрабатывали нормативы по отдельным видам обработки резанием.

Начиная с 50-х годов на кафедре сложилось фундаментальное научное направление - исследование эксплуатационных свойств быстрорежущих сталей и твердых сплавов с целью установления области применения каждой марки инструментального материала по видам инструментов и обрабатываемых материалов и установления рациональных режимов резания. Решающая роль в становлении этого научного направления принадлежит проф., д.т.н. Г.И. Грановскому. Эти исследования позволяли заказчику (Минстанкопром) обоснованно устанавливать потребность в инструментальных материалах для отрасли. В рамках этого научного направления под руководством Г.И. Грановского, Е.Д. Баклунова, Б.Д. Даниленко, А.Е. Древаля, К.П. Панченко, В.П. Покровского, Л.А. Рождественского защищено более 20 диссертационных работ на соискание ученой степени кандидата технических наук по различным видам обработки резанием. В последние годы получили развитие научные работы по оценке режущих свойств инструментов с износостойкими покрытиями.

Начиная с 1958 года выполнялись обширные научные работы по алмазному шлифованию под руководством проф. Г.И. Грановского и С.А. Попова с участием доц. В.С. Булошникова, Н.П.Малевского. За короткое время кафедра становится научным испытательным центром алмазных кругов. За период до 1985 г. выполнен большой объем экспериментальных исследований. Так, только в пределах одной НИР (а таких НИР было более 20) испытано 88 кругов с различными характеристиками, для которых потребовалось более 5000 карат синтетических алмазов. Для конкурсного сравнения алмазных кругов, предназначенных для серийного производства, была разработана общая методика испытаний и гамма стендов для их проведения. Результаты этих работ использованы при разработке стандартов на алмазный и эльборовый инструмент в части технических требований, всесоюзных методик определения износа и режущих свойств алмазно-абразивного инструмента.

Конструкторское направление научных работ кафедры начиналось с обоснования и расчета конструктивных и геометрических параметров режущего инструмента, создания гаммы динамометрической аппаратуры, проектирования и изготовления различных испытательных стендов и приборов. Исследования в области кинематики резания проф., д.т.н. Г.И. Грановского и, в частности, протягивания тел вращения, завершились изготовлением промышленного образца - станка для протягивания внутренних колец подшипников. Исследования в области прочности завершились разработкой и изготовлением серии машин для испытания осевых инструментов. Эта работа выполнена под руководством проф., д.т.н. И.П. Третьякова и была удостоена Сталинской премии. Доцентом Н.П. Малевским разработаны методические основы САПР режущего инструмента сложного профиля. В настоящее время доценты А.В. Литвиненко, О.В. Мальков выполняют исследования по проектированию комбинированного, в том числе резьбообрабатывающего инструмента.

Определенное развитие получили исследования электрофизических и электрохимических методов обработки. К ним относятся научные работы Л.М. Терещенко и Н.С. Тарахнова по электрохимическому алмазному шлифованию твердого сплава, работы И.Б. Ставицкого по электроэрозионной обработке поликристаллических сверхтвердых материалов на основе алмазов, электроэрозионной прошивке отверстий малых диаметров.

Целый  ряд научно-исследовательских работ выполнен  под научным  руководством проф., д.т.н. В.Н. Подураева, продолжившим на кафедре как исследования вибраций при обработке резанием, так и разработку новых методов механической и физико-химической обработки, автоматически регулируемых и комбинированных процессов резания, систем технологической диагностики резания методом акустической эмиссии.

Одна из первых обширных отечественных работ, ставившая задачей объяснить и оценить рассеяние стойкости режущего инструмента в условиях автоматизированного производства, выполнялась с 1961 года по заданию Мосгорсовнархоза. Большая группа сотрудников кафедры провела непрерывное наблюдение за работой режущих инструментов от 18 до 150 смен на автоматических линиях. Выявлены причины и выполнен хронометраж простоев, обусловленных всеми элементами технологического оборудования. Оценивались текущее и конечное состояние инструментов, виды износа, разрушений, состояние рабочих поверхностей и др. Эта работа послужила базой к последующим работам по исследованию надежности режущего инструмента, выполняемым на кафедре с 80-х годов под руководством проф. д.т.н. А.Е. Древаля, доц. к.т.н. А.В. Литвиненко и Д.В. Виноградова. Данные работы позволили установить модели отказов быстрорежущих инструментов, предложить конструкторские и технологические способы повышения надежности, разработать методы прогнозирования надежности и диагностики состояния режущих инструментов. По данному направлению защищена докторская и 7 кандидатских диссертаций.

В середине 80-х годов под руководством д.т.н., с.н.с. Н.Н. Зубкова с участием доцентов, к.т.н. С.Г. Васильева, О.В. Кононова, А.И. Овчинникова интенсивно развивается новое направление в металлообработке, которое получило научное название "деформирующее резание". С помощью этого безот­ходного метода получают высокоэффективные теплообменные поверхности, композиционные упрочняющие покрытия нового типа, капиллярно-транспортные структуры, металлические сетки и другие изделия с уникальными свойствами. Приоритет разработок по деформирующему резанию подтвержден патентами России и ряда стран. В этом направлении защищены одна докторская и две кандидатские диссертации.

На кафедре проведена крупная научно-исследовательская работа по сверхточной токарной обработке металлооптических крупногабаритных элементов и оптимизации режимов механической обработки. По результатам исследований Грубым С.В. защищена диссертация на ученую степень доктора технических наук. На кафедре подготовлена и защищена диссертация д.т.н. Украженко К.А. (2007 г.), посвященная разработке и  исследованию методов повышения жесткости и быстросменности инструментальных систем многоцелевых станков.

На кафедре выполнена и продолжается большая учебно-методическая работа по подготовке инженеров для машиностроения. Эта работа началась с создания в 1930 году курса резания металлов, который впоследствии непрерывно совершенствовался в свете новейших исследований механики и кинематики резания, изнашивания инструмента, появления новых видов механической обработки. В настоящее время сложился общий цикл учебного направления "Резание металлов", включающий разделы: "Физические основы резания", "Проектирование операций механической обработки", "Физические основы формирования качества поверхностей деталей", "Спецглавы механической и физико-технической обработки", "Применение СОТС при резании".

С 1932 года начал создаваться курс "Расчет и конструирование режущих инструментов". В настоящее время сложился цикл конструкторских дисциплин: "Основы проектирования режущего инструмента", "Инструментальные и диагностические системы автоматизированного производства", "Проектирование инструментальной оснастки".

В годы Великой Отечественной войны, когда установилась особо тесная связь МВТУ с промышленностью, выявилась потребность расширения инструментальной подготовки инженеров-механиков. В условиях эвакуации в г. Ижевске была начата работа по созданию курса "Технология инструментального производства". В 1967 году был поставлен курс "Электрофизические и электрохимические методы обработки". В 1985 году впервые был прочитан курс "Основы научных исследований и техника измерений", с 1987 года - "Эксплуатация инструментальных систем". Проводится углубленная подготовка по информационным технологиям и применению вычислительных средств в рамках специальности. С 1994 года с 4 по 11 семестр обучения введен цикл дисциплин под общим названием "Основы компьютерного проектирования".

B связи с переходом на новый учебный план подготовки специалистов с 2004 года проведено перераспределение учебного материала в базовых дисциплинах для обеспечения требований образовательного стандарта, разработаны новые курсы дисциплин: "Проектирование операций механической обработки", "Спецглавы механической и физико-технической обработки", "Инструментальные и диагностические системы автоматизированного производства", "Информационные банки и оптимизация механической обработки", "Физико-технические методы повышения эксплуатационных свойств режущих инструментов" и ряд дру­гих.

В соответствии с программами подготовки специалистов в каждой дисциплине предусмотрен лабораторный практикум, выполнение домашних заданий и другие виды самостоятельной учебной работы. Начиная с 3-го курса все студенты выполняют курсовые проекты. Подготовка бакалавров и магистров заканчивается выпускной работой, инженеров - дипломным проектом. При подготовке специалистов используются оригинальные учебно-методические разработки кафедры, подготовленные для большинства дисциплин.

Научно-педагогическая школа МГТУ им. Н.Э. Баумана в области механической и физико-технической обработки и инструмента стала стартовой площадкой для многих выдающихся специалистов - российских и советских ученых в области машиностроения и технологии, многие выпускники - инженеры занимают лидирующие позиции на машиностроительных предприятиях, в исследовательских организациях в России и в СНГ.