Проте основною причиною прискорення прогресу американського верстатобудування був не розвиток традиційного токарного верстата, який взагалі принципово поліпшений бути вже не міг, а створення його модифікації – револьверного верстата.
Потреба в створенні такого верстата була пов'язана з переходом в кінці першої половини ХІХ ст. від кременевого озброєння до ударної капсульної зброї. Для цього була потрібна велика кількість гвинтів, і для їх виробництва З. Фіті, що узяв в уряді контракт на випуск 30 тис. пістолетів, спроектував і побудував в 1845 р. револьверний верстат з 8 ріжучими інструментами в револьверній головці. В 1858г. Г. Смочн запропонував іншу схему револьверного верстата. Відзначимо, що це устаткування дозволяло обходиться невеликим числом досвідчених наладчиків і використовувати некваліфіковану робочу силу при збереженні високої продуктивності.
Основною перевагою револьверних верстатів з'явилося різке зменшення часу, необхідного для зміни ріжучого інструменту. Револьверні верстати ХІХ ст. мали звичайно два супорти – один відрізний, мав одну тільки поперечну подачу, а другий – прохідний, мав тільки подовжню подачу, на другому кріпився револьверний патрон, несучий (у той час) до 10 інструментів. Після однієї операції різання і відведення різця в початкове положення патрон було необхідне повернути для введення в дію нового різця. В загальному випадку у функцію робітника входить поворот різцевого патрона, подача і кріплення матеріалу і ріжучого інструменту. Пересування подовжнього супорта звичайно обмежувалося упорами і тому не вимагало високої кваліфікації робітника. Всі технологічні операції тут нескладні і легко могли бути замінені автоматизованими вузлами. Отже, револьверний верстат відносно легко міг бути перетворений на верстат – автомат.
Тенденція автоматизації металоріжучого устаткування в США стимулювалися рядом чинників. Серед них економічні чинники займали очолююче місце. Простота управління цими верстатами дозволяла використовувати некваліфіковану і дешеву робочу силу – жінок і підлітків, які могли обслуговувати декілька верстатів одночасно. Важливим було так само те, що в період громадянської війни 1861-1865 рр. зріс попит на вогнепальну зброю, а брак кваліфікованого робітника стримував зростання його виробництва. Виходом з цього положення було створення верстатів – автоматів. Успіхи автоматизації окремих елементів металообробних токарних і револьверних верстатів-автоматів дозволяли сподіватися на успішне рішення цієї проблеми, особливо якщо врахувати, що в 40-х роках ХІХ ст. були спроектовані і успішно застосовувалися деревообробні автомати (До. Віппль, 1842 г; Т. Споан, 1846 р.).
Перший універсальний токарний автомат був винайдений Хр. Спенсером в 1873 р. Він був конструктивно простий, головною його особливістю був кулачковий вал. Хр. Спенсер – автор ще декількох ще більш досконалих типів автоматів.
Винахід і серійний випуск токарних автоматів різних типів означав, що верстатобудування досягло високого рівня розвитку і що можна було чекати випуску автоматів інших технологічних типів металоріжучого устаткування. Таким чином верстатобудування вступало в новий етап свого розвитку – етап вдосконалення автоматичних металоріжучих верстатів.
Інженерна і наукова діяльність в розвитку верстатобудування.
У другій половині 19 століття зароджується і одержує розвиток нова область теоретичних досліджень, що підводить наукову базу під верстатобудування, – теорія різання металів.
Початок наукового вивчення процесу різання металів поклав російський учений І. А. Тіме (1838-1920 рр.), який в своїх роботах сформулював основні закони різання, вважаючи вивчення процесу утворення стружки найважливішим в розвитку цієї науки.
У 1880-1900 роках в працях російського ученого К.А. Зворикіна (1861-1928 рр.) були поставлені основні питання динаміки і механіки процесу різання металів.
Працюючи на строгальном верстаті, К.А.Зворикін ретельно вивчав співвідношення між явищем різання і розмірами стружки, що знімається. Книга К.А. Зворикіна "Робота і зусилля, необхідне для відділення металевих стружок", видана в 1893 році, за справедливим визначенням І.А.Тіме, є "дорогоцінним внеском в російську технічну літературу".
Американський учений Тейлор (1856-1915 рр.) в період з 1880 по 1906 роки встановив емпіричним шляхом режими різання при токарних роботах, що мало велике практичне значення.
Швидко машинобудування, що росло, а також розвиток залізничного транспорту зажадали і раціонального вживання мастила для усунення зносу деталей машин, що викликається тертям. В 1883 році з'явилася робота російського ученого Ч.П.Петрова "Тертя в машинах і вплив на нього рідини", в якій була вирішена одна з найважчих проблем техніки – проблема мастила, що мастить. Створена їм гідродинамічна теорія тертя, тобто теорія тертя між твердими тілами, роз'єднаними шаром мастила, є великим внеском в науку. Н.П. Петров перший сформулював це явище математично і дав методи його точного вимірювання і при будь-якій зовнішній температурі. Експериментально перевіряючи свої висновки, він побудував спеціальний прилад для подолання внутрішнього тертя рідини, продемонстрований їм в 1898 році в Петербурзі.
При рішенні теоретичних проблем виникало вельми істотне питання: про вживання для мастила мінеральних масел і про використовування їх нафтових залишків. Дякуючи Н.П. Петрову величезній кількості нафтових залишків було знайдено обширне поле вживання.
Контрольні питання.
1. Які причини, що викликали пошук верстатів для обробки металу?
2. Де і ким були створені механічні супорти?
3. Як розвивалося верстатобудування в XVIII і XIX століттях?
4. Які типи верстатів були створені і функціонували в кінці XIX і початку ХХ сторіч?
5. Як розвивалося автоматизоване металообробне устаткування?
6. Як розвивалася наукова діяльність в розвитку верстатобудування?
1. Зворыкин А.А., Осьмова Н.И. и др. История техники. – М.: Изд-во социально-экономической литературы, 1962.
2. Айзенштадт Л.А., Чихаев С.А. Очерки истории станкостроения. – М.: Знание, 1957.
3. Прокопович А.Е. Технический прогресс в станкостроении. – М.: Машиностроение, 1967.
План лекції
1. Головне завдання інженерної діяльності у розвитку винахідницької справи.
2. Чим регламентується патентне право України.
3. Порядок отримання патенту на винахід в Україні.
4. Головні завдання у справі стандартизації та що воно установлює.
5. Обов’язки інженерів при використанні стандартів.
На попередніх лекціях по icтopiї інженерної діяльності ми зупинялись також на icтopiї появлення тієї чи іншої техніки, того чи іншого виробництва, які найчастіше всього народжувались у результаті відкриттів, винаходів окремих талановитих інженерів, вчених.
В iстopiї техніки багато прикладів, коли один і той же винахід, який зв'язаний з утворенням тієї чи iншої машини, прибору майже одночасно народжується у різних країнах, які можуть бути віддалені на тисячі кілометрів.
Так виникли багаторічні сварки про авторство відкриття чи винахіда. У одній країні або даже частині світу стверджують, що це їх винахід, а у другій країні - що їх.
Прикладом такої сварки може бути свара про авторство винахіда радіо. Ми завжди пишались тим, що радіо утворив Попов А.С. у 1885році 7 травня, коли він на засіданні Російського фізікоматематичного товариства у Петербурзі вперше продемонтрував радіоприймач.
7 травня у CPСP завжди було святом радіо.
Однак А.С.Попов не опублікував докладного звіту про свої дослідження. Російське військове відомство запропонувало засекретити цей винахід.
Через рік після звіту та через два мicяці після його другого звіту у 1887 poці італьянець Г. Марконі взяв патент у Англії на телеграфування без дроту. 3 опису було видно, що радіоприймач Марконі дуже близько відтворив приймач А.С.Попова.
У 1889р. в Англії було створене спеціальне акціонерне товариство по експлуатації винахіда Mapконi.
Таким чином, у СРСР вважали винахідником радіо Попова А.С, а у Західній Європі – Mapконi, як першого, що отримав патент на радіоприймач.
Тому ще з початку минулого XIX сторіччя інженер - винахідник повинен був потурбуватись про те, щоб на свій винахід отримати охоронний документ, що дає йому як технічний пріоретет, так i юридичні права. Винахід стає його властністью. Цією власністью винахідник може розпоряджуватись за власним бажанням.
Розвиток суспільства не можливий без науково - технічного прогресу.
Науково-технічний прогрес – обумовлена дія об'єктивних економічних законів безперервного удосконалення вcіx cтopiн суспільного виробництва та сфери обслуговування на базі розвитку та повсюдного використання досягнень науки та техніки з метою практичного вирішення соціально-економічних та політичних завдань, що є у суспільстві.
Прискорення науково-технічного прогресу неразривно зв'язано з винахідницьким та раціоналізаторсъким рухом.
В епоху науково-технічної революції винахідництво, як і розвиток техніки, безпосередньо залежить від досягнень науки.
Прискорення науково-технічного прогресу засновується на відкриттях та фундаментальних винаходах.
Широке їx використання дає можливість вийти на передові позиції в той чи іншій області. Все нове, прогресивне, у техніці неминуче зв'язано з винаходом.
У теперішній час, як ніколи раніш, однією з важливих вимог виробничої економності є зниження матеріалоємності та зменшення маси конструкції. Це один з головних шляхів боротьби за економію. Інженер, конструктор та любий технічний працівник, який вирішує те чи інше технічне завдання, що стоїть перед ним, повинен завжди працювати так, щоб знайти нове, неординарне технічне вирішення даного завдання. Та коли йому це вдається вiн або підприємство, на якому він працює, зобов'язані потурбуватися про те, щоб пepeвiрити не є це вирішення винаходом. Якщо є впевненість, що це так, то потрібно вирішити питання про одержання охоронного документу на цей винахід. У СРСР – це було авторське свідоцтво, на Україні зараз це патент, який дав автору (або підприємству) право одержувати прибуток від його впровадження.