1. Исследовательская и изобретательская деятельность в технологии машиностроения

1. Цель и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе

Целью преподавания дисциплины «Исследования и изобретательство в машиностроении» является изложение технических основ творческого процесса и проведение научных исследований, а также изучение наиболее общих методов и средств исследований различных технологических процессов, параметров инструментов и эксплуатационных характеристик отдельных деталей в машиностроении.

Задачами изучения дисциплины, является овладение современными методами творческой деятельности, методами литературного анализа, патентного поиска принимаемых решений, а также современными методиками исследований в технологии машиностроения.

Изучив данную дисциплину, студент должен овладеть теоретическими, экспериментальными и теоретико-экспериментальными методами исследований, а также уметь вести математическую обработку полученных результатов, делать научно обоснованные выводы, приводящие к решению поставленных задач.

1. 2. Понятие о научно-исследовательской работе. Направления исследований в технологии машиностроения

1.2.1. Фундаментальные, прикладные и поисковые исследования. Всякая научно-исследовательская работа направлена на получение нового знания относительно объекта исследования.

Объектами исследования в технологии машиностроения могут быть различные технологические процессы, формообразующие инструменты (режущие, деформирующие и др.), физические процессы, сопровождающие обработку, износ и стойкость инструмента, качество обрабатываемых поверхностей, установление закономерностей процессов обработки и пластического деформирования поверхностей, определение эксплуатационных характеристик изделий машиностроения и т.д.

Фундаментальные исследования посвящены вскрытию наиболее общих закономерностей или явлений изучаемого объекта, разработке новых теорий, которые могут быть положены в основу дальнейших исследований.

Таким образом, результатом фундаментальных исследований является создание новых теорий являющихся основой для всех других разработок в данной области.

Поисковые исследования связаны с развитием различных научных направлений на основе результатов фундаментальных исследований и существующих работ в этих направлениях. Поисковые исследования посвящены совершенствованию существующих теорий на основе изучения физических явлений, происходящих при осуществлении различных технологических процессов и режимов работы машин и механизмов, созданию новых способов и устройств, работающих на новых принципах, созданию новых методик теоретических и экспериментальных исследований, основанных на новых принципах и идеях.

Прикладные исследования связаны с доведением фундаментальных и поисковых исследований до практической реализации. Они посвящены изучению характеристик использующихся в практике способов и устройств и оценке их уровня, совершенствованию существующих способов, технологических процессов и устройств, совершенствованию технических характеристик машин и механизмов конструктивными технологическими и другими приемами, оптимизации параметров различных объектов и условий их эксплуатации; разработке и совершенствованию математических и других моделей реальных объектов и их последующей оптимизации, совершенствованию методов исследования, анализу работы инструмента, оборудования, машин и отдельных механизмов с целью их совершенствования.

1.2.2. Методы проведения научных исследований.Различают следующие методы проведения научных исследований. Теоретические, в результате которых исследуемые параметры или характеристики описывают математическими зависимостями на основе имеющихся сведений из фундаментальных теорий. Примером может явиться определение требуемой силы закрепления призматической детали на плоскости в соответствии со схемой, представленной на рис. 1.1.

Согласно схеме, P = F₁ + F₂ , где F₁ = W f₁ ; F₂ = W f₂ . Следовательно,

W = P / (f₁ + f₂).

Экспериментальные исследования, которые дают возможность получить на основе непосредственных измерений исследуемой характеристики ее зависимость от изменяющихся параметров.

Теоретико-экспериментальные методы, основанные на создании математической модели объекта и дальнейшего анализа этой модели на ЭВМ.

Научные исследования несут в себе научную и техническую новизну, а также практическую и экономическую значимость.