Зигмунд Перля - О станках и калибрах
В старых станках рабочие шпиндели вращались со скоростью до трех-четырех сотен оборотов в минуту, а в новых они должны были ускорить свое движение, если это понадобится, даже до двух-трех тысяч оборотов в минуту — в семь-восемь раз.
Но при такой высокой скорости части станка, сконструированного по-старинке, начали бы вибрировать и это расстраивало бы наладку и всю работу машины. Пришлось конструкторам-станочникам установить все причины возникновения вибраций, тщательно их изучить, а затем — устранить. В свое время именно советские инженеры-машиностроители первые в мире высоко подняли науку о резании металлов и исследовали явления вибраций в станках. На этой основе и удалось нашим станкостроителям так изменить и улучшить конструкции советских станков, чтобы они приобрели новое свойство — устойчивость против вибраций.
Так практика новаторов-скоростников на старых улучшенных станках подсказала ученым и инженерам новые научно-технические идеи в области станкостроения, открыла им новые пути для совершенствования металлообработки, помогла создать еще более производительные станки. А работая на этих станках, новые и новые отряды новаторов, не успокаиваясь на достигнутом, упорно, настойчиво и смело ищут и находят новые источники еще более высокой производительности станков. {94}
В этом рабочем и творческом единении новаторов; производства и инженеров-станкостроителей, в непрерывном обмене между ними своими достижениями, в совместном, дружном решении труднейших научных и технических задач и кроется основная и замечательная особенность всей советской техники, в том числе и станкостроительной. Она, эта особенность, — результат прямых указаний партии и товарища Сталина о путях развития советской техники, советского производства.
И именно единение людей науки и производства послужило основой для тех больших научных и технических достижений советского станкостроения, которыми по праву гордится наша страна, наш народ.
* * *
Скорость, производительность — это первое требование к станкам. Но это еще не все. Возьмем, к примеру, двигатель самолета, трактора — все это точно работающие машины. Их детали работают в строго рассчитанном движении сочленений; они должны быть поэтому и точно изготовлены. Часто бывает, что поверхности этих деталей должны быть обработаны с очень высокой степенью чистоты. И это второе требование к станкам — точность размеров обрабатываемых изделий, доходящая до микрона, до тысячных долей миллиметра.
Так, например, существуют в наши дни подшипники в машинах и приборах малых размеров, в которых вращающийся вал делает около 20 000 оборотов в минуту. В последние годы стали применять для таких машин подшипники с так называемой «газовой смазкой» — это значит, что вал вращается как бы в воздухе. Зазор между валом и подшипником в таких конструкциях достигает всего нескольких тысячных долей миллиметра. Легко себе представить, с какой разительной точностью должны быть изготовлены вал и подшипник, чтобы самые микроскопические неровности не «съели» этот тончайший зазор. Ведь стоит ошибиться всего лишь на 1—2 тысячных миллиметра, сделать вал «полнее» на такую величину или внутренний диаметр подшипника меньше, и зазор уменьшится настолько, что начнется «заедание» вала в подшипнике, и машина или прибор остановится, произойдет авария. {95}
Чтобы точно изготовить деталь, необходимо уметь с заданной степенью точности определять ее размеры. Наши станочники умеют управлять сверхпроизводительными точными станками и так же быстро и точно проверять размеры изделий.
Автоматическая линия станков для обработки блока цилиндров двигателя грузового автомобиля
Но существует еще одна, не менее важная причина, требующая высокой производительности и точности изготовления деталей машин. Нередко отказывает какой-либо из механизмов машины: то ли деталь повреждена, то ли износилась в работе. Машина — автомобиль, трактор — замерла, перестала «жить». Ее нужно вернуть к 96
жизни, но сделать это так быстро, чтобы не было перебоя в ее работе, чтобы машина как можно скорее снова вошла в строй. Счет времени в таких случаях измеряется минутами. Как же быть? Неужели отвозить машину в ремонтные мастерские, где заново изготовят поврежденную деталь? Ведь на это нужны дни, в лучшем случае — часы. Но... тут же извлекается ящик с запасными частями. Быстро и четко разбирается машина. Новая деталь без какой-либо дополнительной обработки — подгонки— занимает место поврежденной или износившейся, — машина ожила и снова работает.
Запасные части должны без подгонки заменять поврежденные детали — значит, эти части следует изготовлять со строгой точностью в заданных размерах. Они должны друг друга заменять, должны обладать свойством «взаимозаменяемости», как говорят техники.
На заводе, где машиностроители добиваются наиболее быстрой сборки машины, в ремонтных мастерских, где стремятся, как можно скорее привести машину в рабочее состояние, — везде, где пользуются большим количеством однородных машин, взаимозаменяемость деталей спасает эти машины от «смерти» или длительного омертвения.
Производство массовых партий взаимозаменяемых, точно изготовленных деталей машин — это и есть наиболее характерный признак современного машиностроения и основное назначение металлообрабатывающих станков.
Значит, точность измерения, умение определять размеры изделий с наивысшей точностью — вот еще одна сторона, и очень интересная, работы машиностроителя-станочника.
На долгом пути своего развития степень точности, которая достигалась при изготовлении изделий на металлообрабатывающих станках и определялась с помощью измерительных инструментов и приборов, все повышалась в соответствии с теми требованиями, которые предъявлялись наукой, техникой, промышленностью. В свою очередь успехи в области техники точных измерений способствовали дальнейшему развитию и совершенствованию науки, техники, промышленности, особенно металлообработки и машиностроения. Рассказу о главных усовершенствованиях в технике измерения, в металлообработке посвящена вторая часть этой книги.
{97}
Часть вторая
О КАЛИБРАХ
Глава I. ДО МЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Королевские конечности и ячменные зерна
В древние времена человек довольствовался очень грубыми приближенными измерениями. Охотясь, человек глазом измерял расстояние, на которое необходимо было метнуть камень или копье, чтобы попасть в зверя или птицу.
Но жизнь усложнялась, обиход человека обогащался рядом предметов, к размерам и весу которых предъявлялись требования определенного постоянства. Так, например, еще древние стрелки и оружейники нуждались в том, чтобы длина стрел и некоторые размеры луков были одинаковыми. А для этого нужно было иметь какую-то постоянную меру и с ней сравнивать тот или другой размер.
В качестве такой «постоянной» меры человек использовал свои конечности. Толщина пальца, длина сустава, ширина кисти, длина локтя, длина ступни — все эти величины служили образцовыми линейными мерами. С помощью конечностей устанавливались также размеры новых, условных линейных мер: длина шага, расстояние между концами пальцев расставленных рук и т. п. Но размеры конечностей у разных людей неодинаковы. Такие меры были более или менее постоянными и точными только для того человека, который ими пользовался, и потому такой способ измерения мог удовлетворять людей лишь на ранней ступени развития общества.
С развитием торговли этот примитивный способ измерения предметов оказался совершенно неудовлетворительным. Возникла потребность в стабилизации {98} размеров линейных мер, в приведении различных размеров одной и той же меры к одному, обязательному для данной страны. Такая стабилизация проводилась по-своему в каждой стране, а зачастую и в отдельных местностях внутри страны. Так продолжалось почти до самого промышленного переворота, причем к стабилизуемым мерам предъявлялись требования все большей точности.
К середине XVIII века насчитывалось огромное количество стабилизированных мер, их основой служили величины человеческих конечностей.
Распространенная в восточных странах «натуральная» мера — локоть (длина части руки от локтя до конца среднего пальца) — проникла почти во все страны. Первый стабилизированный в Англии при короле Эдуарде I (1272—1307) английский ярд так и назывался: «железный локоть». Его подразделения — фут и дюйм — также представляли собой стабилизированные размеры конечностей — ступни и последнего сустава большого пальца руки.
Старая русская линейная мера — аршин — равнялась 1,5 локтя. Старая русская сажень представляла собой стабилизированный размер расстояния между концами средних пальцев расставленных рук, либо расстояния от пяты левой ноги до конца пальцев правой поднятой руки (косая сажень); само слово «сажень» произошло от слова «досягать» (руками или ногами). Кроме того, в древней Руси измеряли «пальцем» (толщина пальца) и «пядью» (длина ладони). А в Англии правильная сажень отмерялась длиной соприкасающихся левых ступней, шестнадцати поставленных друг другу в затылок специально выбранных мужчин. Такие меры применялись в старые времена во всех странах.
