Формирование творческой личности

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

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8