Томская научная школа резания металлов

Томская школа резания металлов - научная школа, в формирование и развитие которой большой вклад внесли ученые Томского политехнического института - А.М. Розенберг, А.Н. Добровидов, Г.Л. Куфарев, А.Н. Еремин, В.Д. Кузнецов, М.Ф. Полетика.

Предпосылки

Профессора Томского технологического института Т.И. Тихонов, И.И. Бобарыков, Н.В. Гутовский, Н.И. Карташов, А.П. Малышев, И.Н. Бутаков создали первые основные лаборатории общего и специального назначения по металловедению и металлографии, холодной и горячей обработки металлов, по сопротивлению материалов и деталям машин, в которых не только готовились высококвалифицированные инженеры-механики, но и формировались научные направления, имеющие высокую значимость для всей страны.

1920-е - 1930-е гг.

В 1929 г. аспирантом профессора Т.И. Тихонова А.М. Розенбергом была опубликована статья, посвященная экспериментальному исследованию процесса образования металлической стружки. Все металлографические исследования процесса образования стружки были выполнены в специальной металлографической лаборатории на весьма совершенной для того времени аппаратуре, под руководством и с помощью квалифицированных металлографов Т.И. Тихонова и его ученика А.Н. Добровидова.

А.М. Розенберг экспериментально доказал, что деформация металла при резании распространяется не только далеко впереди резца, но и ниже линии среза, указал на четко выраженную границу между стружкой и обрабатываемым материалом, выявил направление наибольшей вытянутости зерен металла (текстуры) и наличие вторичной деформации металла стружки в слоях, прилегающих к передней грани резца.

Результаты, полученные А.М. Розенбергом в этой работе, сохраняют свою научную ценность и до настоящего времени.

В этот период, несмотря на достаточно большое количество экспериментальных исследований, не существовало единого мнения по целому ряду основных вопросов теории резания.

Именно поэтому научные исследования кафедры были направлены на отыскание более общих закономерностей процесса резания и взаимосвязей различных параметров и характеристик, позволяющих объяснить имевшиеся противоречия, накопленные мировой практикой экспериментов.

На этом этапе исследованиями в области резания металлов руководил А.М. Розенберг, прошедший длительную стажировку в Берлине (1930 г.) у профессора Шлезингера, бывшего в то время признанным авторитетом в теории резания.

Возглавив в 1931 г. вновь образованную кафедру механосборочного производства, А.М. Розенберг сразу же занялся организацией материальной базы для расширения исследовательских работ. Созданная им в короткий срок лаборатория резания металлов была оснащена привезенной из Германии, совершенной по тому времени динамометрической аппаратурой, а также целым рядом оригинальных приборов и устройств собственного изготовления.

Предметом исследования явился мало тогда изученный процесс фрезерования. А.М. Розенберг и его коллеги разработали новые тонкие методики экспериментального исследования различных сторон этого процесса, позволившие получить важные научные результаты, существенно расширившие имевшиеся представления о процессе фрезерования и позволившие дать ряд ценных практических рекомендаций. В частности, был выработан общий методический подход к аппроксимации силовых зависимостей при фрезеровании, внесен большой вклад в теорию работы элементарного наклонного лезвия, разработаны способы оценки неравномерности процесса фрезерования, получены эмпирические зависимости для сил, моментов, мощности при работе фрез различных конструкций.

Основным итогом этого этапа как формирования научной школы нужно считать сложившиеся традиции высоко ответственного подхода к постановке опытов, тщательной обработки методик исследования, обязательного обеспечения достоверности и надежности результатов экспериментов.

1940-е - 1960-е гг.

Двадцатилетие с 1942 по 1962 гг. явилось периодом расцвета Томской школы резания, в течение которого были получены наиболее интересные и значительные научные результаты. Главным предметом исследования на этом этапе явились вопросы механики процесса стружкообразования. Начало этим исследованиям было положено кандидатской диссертацией аспиранта Н.Н. Зорева "Динамика главной составляющей силы резания", выполняющейся накануне Великой Отечественной войны и защищенной в 1942 г. В этой работе была сделана попытка обобщения экспериментальных данных о влиянии скорости резания на деформацию и силу резания и сформулированы задачи изучения физических основ процесса резания. Непосредственным продолжателем работы Н.Н. Зорева явилась докторская диссертация А.Н. Еремина (по ее материалам в 1951 г. вышла монография "Физическая сущность явлений при резании сталей") и кандидатская диссертация Ю.П. Зимина, посвященная высокоскоростному резанию сталей, а конечным итогом всех этих исследований - создание физически обоснованной единой теории воздействия на процесс резания температурно-скоростного фактора.

Формированию физически обоснованного подхода к анализу явлений, наблюдаемых при резании, немало способствовали постоянные контакты с коллективом физиков, возглавляемым В.Д. Кузнецовым.

А.Н. Еремин исследовал процесс точения углеродистых, хромистых и нержавеющих сталей резцами из быстрорежущей стали и победита. Ему удалось установить, что основной причиной изменения всех явлений в процессе резания является температура процесса. Температура резания изменяет условия трения на поверхностях инструмента и действительную геометрию резца (за счет изменения условий образования нароста), в результате чего происходит изменение укладки стружки, ее твердости, силы и напряжений резания, чистоты обработанной поверхности и других явлений процесса резания. А.Н. Еремин показал, что влияние технологических параметров процесса резания: скорости, подачи и глубины, угла резания и др. - результат процесса определяется только тем, в какой степени изменение этих параметров изменяет объем срезаемого слоя и температуру резания.

Также А.Н. Еремин впервые подробно исследовал закономерность изменения геометрии нароста на резце и условия его существования при изменении различных параметров процесса.