CC BY
11
СТАНДАРТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ
УДК 001; 621
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-10-471-475
КАФЕДРА «ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ И МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ» - 90 ЛЕТ
О.И. Борискин, Е.В. Плахотникова, Б.И. Сотова
Описывается история возникновения и развития одной из старейших кафедр Тульского государственного университета. Проведен обзор научной и трудовой деятельности кафедры.
Ключевые слова: инструментальное производство, управление качеством, метрология.
В 2021 году свой 90-летний юбилей празднует одна из старейших кафедр Тульского государственного университета - кафедра «Инструментальные и метрологические системы».
Из имеющихся в университетских архивах документов следует, что кафедра была организована на базе созданной в 1931 г. кафедры «Инструментальное дело». С 1937 г. она именовалась как «Инструментальное производство», с 1947 г. «Металлорежущие инструменты», а в 1993 г. получила свое современное название [1].
Предпосылкой для организации кафедры в 1931 г. явилась возросшая потребность развивающейся машиностроительной промышленности в инженерно-технических работниках, которые могли бы создавать новые конструкции инструментов для обеспечения прогрессивных технологических процессов и разрабатывать режимы эксплуатации металлообрабатывающих инструментов [2]. Следует отметить, что специальность «Инструментальное производство» являлась одной из первых специальностей Тульского механического института, основанного постановлением Совета Труда и Обороны в 1930 г.
Первым руководителем кафедры «Инструментальное дело» был Иван Игнатьевич Ми-роненко, выпускник Харьковского технологического института, начальник технического бюро инструментально-кузнечного отдела Тульского оружейного завода.
В 1937 году кафедре было присвоено наименование «Инструментальное производство», а на должность заведующего кафедрой был назначен Александр Арсеньевич Окороков, кандидат технических наук, доцент МВТУ им. Н.Э. Баумана. В 1941 году, в связи с приближением фронта, кафедра была эвакуирована в Ижевск [5].
После возвращения из эвакуации кафедру более сорока лет возглавлял Сергей Семенович Петрухин, выпускник военно-механического отделения Ленинградского машиностроительного института имени М.И. Калинина, начальник бюро взаимозаменяемости и инструментального бюро Тульского оружейного завода, руководитель механико-технологического факультета (с 1942 по 1956 г.), ректор Тульского механического института (с 1956 по 1963 г.).
С.С. Петрухин являлся автором более 200 научных трудов. Его монография «Основы проектирования режущей части металлорежущего инструмента. Кинематическая теория» определила направление теоретических и проектно-конструкторских работ по созданию принципиально новых инструментов [1].
Сорок четыре года Сергей Семенович руководил кафедрой. За это время она вышла в ряд ведущих по подготовке специалистов-инструментальщиков, а тульская инструментальная школа была признана не только в России, но и далеко за ее пределами.
Становление научных направлений кафедры началось после окончания Великой Отечественной войны. Создание новых систем вооружений и развитие машиностроительных предприятий потребовало качественного скачка в повышении точности и производительности
обработки деталей сложной формы из высокопрочных металлов и сплавов. Это потребовало перевода на более высокий научный и технический уровень подготовки специалистов по вопросам резания металлов, формообразования поверхностей, проектирования инструментов, взаимозаменяемости.
К концу 40-х годов по этим направлениям активную научную работу стали вести [5]:
- С.С. Петрухин - в области проектирования зуборезных и сложных инструментов (под его руководством работали Н.Т. Ананьев, Н.Г. Стаханов, В.В. Парижский, А.Б. Маликов);
- В.Ф. Бобров - в области обработки материалов резанием (в его научную группу входили Н.М. Кондратьева, Д.Е. Иерусалимский, Г.К. Гостева, Э.С. Спиридонов, А.М. Еремина, В.В. Иванов);
- С.И. Лашнев - в области разработки теории формообразования поверхностей специальными режущими инструментами с применением ЭВМ (непосредственно с ним работали Т.А. Батова, В.В. Парижский);
- А.И. Гейликман - в области взаимозаменяемости, размерного анализа и метрологического обеспечения (под ее руководством долгие годы работали Е.Д. Полукарова, Н.Т. Либерт, А.Б. Маликов).
С 1984 по 1985 гг. кафедрой заведовал Валиков Евгений Николаевич, в то время кандидат технических наук, доцент, главный технолог Тульского машиностроительного завода, впоследствии доктор технических наук, профессор, автор более 150 публикаций и изобретений в области металлообрабатывающего, в том числе зуборезного инструмента.
С 1985 г. руководство кафедрой принял Александр Сергеевич Ямников - доктор технических наук, профессор, автор более 300 опубликованных научных работ, в том числе 45 изобретений в области технологии машиностроения и инструментального производства [3].
В 1989 году кафедру возглавил доктор технических наук, профессор Виктор Борисович Протасьев.
Человек с широким научным и техническим кругозором, способный принимать нестандартные технические и организационные решения - именно Виктор Борисович стал инициатором открытия в Тульском государственном университете в 1992 году новой специальности «Метрологическое обеспечение технологических процессов и производстве». В связи с этим кафедра «Металлорежущие инструменты» была переименована в кафедру «Инструментальные и метрологические системы». За свою научную и трудовую деятельность в Тульском государственном университете В. Б. Протасьев подготовил 26 кандидатов технических и экономических наук, двух докторов наук, опубликовал более 200 научных и методических работ в области инструментального производства, обеспечения качества продукции и образовательной деятельности, стал автором 34 изобретений.
С 2001 г. кафедрой заведует доктор технических наук, профессор Борискин Олег Игоревич - выпускник кафедры «Металлорежущих инструментов» Тульского политехнического института, проректор Тульского государственного университета (с 1996 по 2007 г.), директор политехнического института (с 2010 г. по настоящее время), автор более 200 опубликованных научных работ, в том числе 4 изобретений.
С 2015 года, в связи с реорганизацией, кафедра ведёт подготовку по двум направлениям: «Стандартизация и метрология» и «Управление качеством», но каждый сотрудник кафедры, даже не являясь наследником инструментальной школы, бережно хранит память об истории создания кафедры и её основателях.
Большой исторический путь кафедры, её научный и педагогический потенциал внёс значительный вклад в развитие Тульского государственного университета. И сейчас работу своих учителей продолжает профессорско-преподавательский состав кафедры ИМС: д-р техн. наук, проф. Ушаков Михаил Витальевич, д-р техн. наук, доцент, проф. Плахотникова Елена Владимировна, канд. техн. наук, доцент Аверьянова Инна Эдуардовна, канд. техн. наук, доцент Ани-симова Марина Александровна, канд. техн. наук, доцент Батова Наталья Николаевна, канд. техн. наук, доцент. Белов Дмитрий Борисович, канд. техн. наук, доцент. Белякова Валентина Александровна, канд. техн. наук, доцент Благовещенский Дмитрий Иванович, канд. экон. наук, доцент Литвинова Ирина Васильевна, канд. техн. наук, доцент Сотова Бэлла Иосифовна, канд. техн. наук, доцент Соловьев Сергей Игоревич, инженер Николаева Ольга Викторовна.
В традиционных для кафедры научных областях, связанных с изучением процессов формообразования и резания, успешно развиваются следующие направления:
- «Теория обработки металлов резанием» (д-р техн. наук, проф. М.В. Ушаков, канд. техн. наук, доц. И.А. Воробьев);
- «Теория проектирования зуборезного и сложного профильного инструмента» (д-р техн. наук, проф. О.И. Борискин, д-р техн. наук, проф. М.В. Ушаков. канд. техн. наук, доц. И.А. Воробьев, канд. техн. наук, доц. В.А. Белякова).
Сравнительно молодая сфера научных интересов кафедры представлена следующими направлениями:
- «Методы статистического управления качеством продукции и технологии ее изготовления» (д-р техн. наук, проф. Плахотникова Е.В., канд. техн. наук, доц. Благовещенский Д.И., канд. экон. наук доц. Литвинова И.В.);
- «Развитие и совершенствование методов контроля геометрических параметров деталей и узлов с помощью КИМ» (д-р техн. наук, проф. Ушаков М.В., канд. техн. наук, доц. Воробьем И.А., канд. техн. наук, доц. В.А. Белякова);
- «Управление качеством сборочных процессов» (д-р техн. наук, проф. Борискин О.И., канд. техн. наук, доц. Анисимова М.А., канд. техн. наук, доц. Аверьянова И.Э., канд. техн. наук, доц. Сотова Б.И.);
- «Развитие и совершенствование методов обработки измерительной информации при проведении межлабораторных сличений, поверочных и калибровочных работ» (канд. техн. наук, доц. Благовещенский Д.И., канд. техн. наук, доц. Белов Д.Б., канд. техн. наук, доц. Сотова Б.И., канд. техн. наук, доц. Соловьев С.И.);
- «Развитие и совершенствование методов обработки результатов бесконтактных измерений параметров атмосферы» (канд. техн. наук, доц. Белов Д.Б., канд. техн. наук, доц. Соловьев С.И.).
Кафедра активно занимается проблемами обеспечения качества не только в промышленности, но и в образовании. При непосредственном участии канд. техн. наук, доц. Анисимовой М. А. в 2005 г. Тульский государственный университет стал одной из первых образовательных организаций России, внедривших сертифицированную систему менеджмента качества (СМК).
Сотрудники кафедры неоднократно становились лауреатами премии им. С.И. Мосина (Борискин О. И., Воробьев И. А.), премии им. Б.С. Стечкина (Борискин О. И., Белякова В. А.), регионального конкурса "Инженер года» (Белов Д. Б., Белякова В. А., Плахотникова Е. В., Благовещенский Д. Б.) и регионального конкурса «Лучший изобретатель Тульской области» (Борискин О. И., Белякова В. А.). В 2009 году кафедра «Инструментальные и метрологические системы» была награждена свидетельством лауреата регионального этапа программы «100 лучших товаров России» в номинации «Услуги в системе высшего образования».
С 1942 года на базе кафедры работает измерительная лаборатория [5]. В 1984 году лаборатории был присвоен статус межкафедральной лаборатории линейно-угловых измерений. Это единственная лаборатория в Тульском государственном университете, которая в течение всего периода существования университета дает практические рекомендации по выбору средств и методов измерений в машиностроении.
С 1968 г. по 2020 г. заведующей измерительной лабораторией была Алла Алексеевна Гущина. Специалист высокой квалификации. В совершенстве владеющая всеми приборами лаборатории. Она содержала в рабочем состоянии всё измерительное хозяйство лаборатории, брала на себя львиную долю «бумажной работы», да и вообще долгие годы была душой кафедры.
За последние годы парк оборудования лаборатории был существенно модернизирован. На данный момент кафедра располагает измерительной видеосистемой Starrett Galileo MV 300, установкой КИТ КМД для поверки плоскопараллельных концевых мер длины, ультразвуковым дефектоскопом УСД-50, координатно-измерительной машиной (КИМ) Pico (Mora CMT, Германия) и другим современным измерительным оборудованием и средствами измерений.
В 2000 году на базе кафедры был создан Музей истории развития инструментального дела. Инициатором создания музея стал канд. техн. наук, доцент, академический советник Российской Академии ракетных и артиллерийских наук Александр Владимирович Михайлов.
В музее хранится уникальная коллекция режущего и измерительного инструмента, произведенного в течение последних ста и более лет как в России, так и за рубежом. Это резцы и фрезы различного назначения; инструменты для обработки отверстий - сверла, развертки, зенкеры, протяжки, прошивки; резьбообразующие инструменты - метчики, плашки, резьбонарезные и резьбонакатные головки; зуборезные инструменты - фрезы, долбяки, шеверы, накатники; измерительные инструменты - микрометры, штангенинструменты, калибры. По данным Политехнического музея (Москва), столь квалифицированно собранная коллекция редкого металлорежущего и измерительного инструмента является одной лучших в России. В настоящее время 14 образцов режущего и измерительного инструмента являются объектом охраны государством, как национальное и культурное достояние России.
Почетное место в музее занимают инструменты для изготовления деталей стрелкового оружия, произведенные на Тульском оружейном заводе. В том числе есть чертежи, подписанные основателем кафедры «Инструментальное дело» Тульского механического института, а в те годы зам. заведующего инструментальной мастерской, И.И. Мироненко.
Сегодня кафедру «Инструментальные и метрологические системы» по праву можно назвать образовательным и научно - методическим центром Тульского региона в области метрологии и управления качеством. Ежегодно на кафедре проходят обучение более 2000 студентов. Из них около 300 студентов обучаются по направлениям кафедры. Каждый год на кафедре повышают квалификацию сотрудники машиностроительного комплекса Тулы и области.
Совместно с ФБУ «Тульский ЦСМ», Тульским региональным отделением МОО «Академия проблем качества», АО Концерн «ВКО «Алмаз-Антей», Союзом «Тульская торгово-промышленная палата» и тульским региональным отделением ООО «Союз машиностроителей России» в 2019 и 2020 гг. на базе кафедры были проведены Всероссийские научно-технические конференции «Отечественный и зарубежный опыт обеспечения качества в машиностроении». Конференции объединили на своих информационных площадках представителей научных учреждений, метрологических институтов, крупных промышленных предприятий и общественных организаций Арзамаса, Донецка, Брянска, Екатеринбурга, Твери, Йошкар-Олы, Курска, Магнитогорска, Москвы, Орла, Самары, Санкт-Петербурга, Саратова, Тулы и Тульской области [4].
На протяжении 90 лет кафедра поддерживает научные и производственные связи по основным направлениям научной деятельности со многими ВУЗами страны, а также с предприятиями машиностроительного и оборонного комплекса Тульского региона. Это плодотворное сотрудничество позволяет объединить научную мысль с производственным опытом и потребностями промышленности; обучать новые поколения студентов и аспирантов на основе реальных практических задач.
Особое место в жизни кафедры занимает многолетняя дружба с Государственным региональным центром стандартизации, метрологии и испытаний в Тульской области (ФБУ «Тульский ЦСМ»). Консолидация усилий кафедры и специалистов центра уже много лет позволяет обеспечивать подготовку кадров самой высшей квалификации, а также даёт импульс для научно-исследовательской работы.
Почти век прошёл с момента основания кафедры, и она бережно хранит свою историю. Приходят новые люди, решают новые задачи, осваивают новые технологии, но «не прерывается связь времён».
Список литературы
1. Из века в век. Технологический факультет Тульского государственного университета/ авт.-сост. Г. В. Сундуков [и др.]. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. 604 с.
2. Технологический факультет. Вехи истории. 1930-2000/ ТулГУ; Сост. В. Н. Киселев; Под общ. ред. Г.Г. Дубенского; Редкол.: Г.Г. Дубенский и др. Тула: Источник жизни, 2000. 208 с.
3. Плахотникова Е.В., Протасьев В.Б., Ямников А.С. Организация и методология научных исследований в машиностроении: учебник. Организация и методология научных исследований в машиностроении, 2024-08-12. М., Вологда: Инфра-Инженерия, 2019. 316 с.
4. Благовещенский Д.И., Васин С.А., Плахотникова Е.В. Опыт организации федерального этапа всероссийского конкурса программы «100 лучших товаров России» в Тульской области // Качество и жизнь. 2020. № 2 (26). С. 11-13.
5. Технологический факультет. Кафедра «Инструментальные и метрологические системы»: История и современность/ сост.: А.М. Михайлов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. 60 с.
Борискин Олег Игоревич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, imstulgu@gmail.com, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Плахотникова Елена Владимировна, д-р техн. наук, доцент, e_plahotnikova@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Сотова Бэлла Иосифовна, канд. техн. наук, доцент, sotbi48@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
DEPARTMENT OF "INSTRUMENTAL AND METROLOGICAL SYSTEMS" - 90 YEARS OF O.I. Boriskin, E.V. Plakhotnikova, B.I. Sotova
The history of the origin and development of one of the oldest departments of Tula State University is described. The review of scientific and labor activity of the department is carried out.
Key words: tool manufacturing, quality management, metrology.
Boriskin Oleg Igorevich, doctor of technical sciences, professor, imstulgu@gmail.com, Russia, Tula, Tula State University,
Plakhotnikova Elena Vladimirovna, doctor of technical sciences, professor, e plahot-nikova@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Sotova Balla Iosifovna, candidate of technical sciences, docent, sotbi48@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 006.91
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-10-475-479
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ В ОБЛАСТИ ТЕРМОМЕТРИИ
Б.И. Сотова, М.И. Корнева
В статье рассматриваются физические основы формирования международной температурной шкалыМТШ-90. Анализируются проблемы, связанные с определением единицы температуры через тройную точку воды. Излагается суть современного подхода к переопределению Кельвина, основанного на назначении фиксированного значения постоянной Больцмана, а также метод точного измерения низких температур по скорости звука в газе.
Ключевые слова: температура, единица температуры Кельвин, постоянная Больц-мана, Международная температурная шкала.
Поскольку температура характеризует тепловое состояние любых материальных систем, то базисная температурная шкала должна отражать эту величину именно как свойство любого материального тела или состояния, независимо от конкретного объекта.
Развитие термодинамики в середине XIX в. позволило дать общую и не зависящую от вещества характеристику температуры как меры способности тел принимать и отдавать энергию в виде тепла. Шкала температуры, в которой реперный промежуток абсолютный нуль - тройная точка воды является основным температурным интервалом, и единицей температуры принят Кельвин, называется термодинамической температурной шкалой.
Для воды значения параметров, определяющих тройную точку: р=611Па, Т=273,16 К. Очевидно, что при одновременном сосуществовании трех агрегатных состояний мы всегда имеем одну и ту же температуру, при этом тройная точка воды имеет наибольшую воспроизводимость (0,0002 К). Устройство для воспроизведения тройной точки воды показано на рис. 1. Оно представляет собой герметичный стеклянный сосуд 1 с впаянной в него пробиркой 2 - рабочей полостью. Во время работы вода в полости сосуда находится одновременно в 3-х агрегатных состояниях - газообразном 3, жидком 4 и твердом 5. Таким образом, в рабочей полости 2 осуществляется высокоточное термостатирование. Чувствительный элемент термометра помещают в рабочую полость устройства, выдерживают там 10-15 минут, затем проводятся необходимые измерения Тем самым температура тройной точки воды передается эталонному термометру.
