Технология машиностроения. Практикум

И. А. Соловей

Технология машиносТроения

ПракТикум

Допущено Министерством образования Республики Беларусь

в качестве учебного пособия для учащихся учреждений образования,

реализующих образовательные программы среднего специального образования

по специальностям «Техническая эксплуатация оборудования»,

«Мехатроника (машиностроение)»

Минск
РИПО
2017

УДК 621.8(076.5)
ББК 34.5я723

С60

А в т о р:

преподаватель филиала «Колледж современных технологий

в машиностроении и автосервисе» УО «Республиканский институт

профессионального образования» И. А. Соловей.

Р е ц е н з е н т ы:

цикловая комиссия преподавателей дисциплин специального цикла

и мастеров производственного обучения машиностроительного профиля 

филиала Белорусского национального технического университета 

«Жодинский государственный политехнический колледж» (С. Т. Булат);

доцент кафедры «Технология машиностроения» Белорусского национального 

технического университета, кандидат технических наук, доцент А. И. Медведев.

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее части не может быть 

осуществлено без разрешения издательства.

Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства образования Республики 

Беларусь.

С60

Соловей, И. А.

Технология машиностроения. Практикум : учеб. пособие / 

И. А. Соловей. – Минск : РИПО, 2017. – 111 с. : ил.

ISBN 978-985-503-708-9.

Практикум содержит описание практических работ по учебной 

дисциплине «Техно ло гия машиностроения». Изложены теоретические 
сведения по разделам учебной дис цип лины. Текстовый материал 
сопровождается иллюстрациями, схемами. В приложениях да ны индивидуальные задания, справочные таблицы. 

Предназначен для учащихся учреждений среднего специального 

образования по спе циальностям «Техническая эксплуатация оборудования», 
«Мехатрони ка (машиностроение)». Может быть полезен преподавателям 
специальных дисциплин для орга низации практических занятий.

УДК 621.8(076.5)
ББК 34.5я723

ISBN 978-985-503-708-9  
 
         © Соловей И. А., 2017

  
 
 
 
 
        © Оформление. Республиканский институт

  
 
 
 
 
            профессионального образования, 2017

ВВеДение

Практические занятия по учебной дисциплине «Технология машиностроения» 

предусмотрены учебной программой при организации обучения по специальностям 
«Техническая эксплуатация оборудования», «Мехатроника (машиностроение)»*. 
Цель проведения занятий −– закрепление теоретических знаний, полученных учащимися в ходе изучения учебной дисциплины, а также формирование у них практических навыков работы с технической и справочной литературой, разработки 
маршрутных технологических процессов, заполнения технологической документации и др.

Каждая практическая работа включает: 
1) цель работы;
2) задание;
3) список справочной и технической литературы, необходимой для выполне
ния расчетов;

4) краткие теоретические сведения;
5) порядок выполнения работы;
6) контрольные вопросы и задания.
Ознакомившись с целью практической работы и индивидуальным заданием, 

учащиеся должны повторить теоретический материал, продумать последовательность выполнения работы, задать преподавателю возникшие вопросы.

Итогом работы является отчет. Оформление отчетов должно производиться 

после окончания работы непосредственно в аудитории (лаборатории). Отчет должен включать:

фамилию, инициалы учащегося;
номер учебной группы;
наименование и дату выполнения работы;
исходные данные согласно индивидуальному заданию (номер варианта зада
ния принимается в соответствии с номером по списку в журнале); 

эскиз заданной детали;
необходимые расчеты в соответствии с содержанием задания;
ответы на контрольные вопросы;
выводы.
При оформлении отчета следует руководствоваться требованиями, предъяв
ляемыми к оформлению текстовых документов, таблиц, рисунков, графиков. Отчет 
по практической работе должен быть выполнен аккуратно (записи – ручкой или 
с применением печатающих устройств, рисунки и графики – карандашом при помощи чертежных инструментов).

При подготовке отчета к защите следует проанализировать полученные ре
зультаты, сопоставить их с известными теоретическими положениями или эмпирическими справочными данными, обобщить результаты расчетов в виде лаконичных выводов по работе.

* Для специальности 2-36 01 56 «Мехатроника» не выполняются практические работы № 7 «Разработка маршрутно-операционного технологического процесса и технологической операции, выполняемой на станке с программным управлением при обработке детали “зубчатое колесо” с 
заполнением карт технологической документации» и № 8 «Разработка маршрутно-операционного 
технологического процесса и технологической операции, выполняемой на фрезерном или многоцелевом станке с программным управлением при обработке несложной корпусной детали».

Тема: ЗагоТоВки ДеТалеЙ машин

ПракТиЧеская раБоТа 1

наЗнаЧение сПосоБа ПолуЧения ЗагоТоВки
Для ЗаДанноЙ ДеТали По малооТхоДноЙ Технологии

Цель: научиться назначать способ получения заготовки для заданной детали 

в зависимости от заданных производственных условий и определять целесообразность его использования по коэффициенту использования материала.

Задание: согласно индивидуальному заданию (приложение А, таблицы 1, 2) 

выбрать для детали способ получения заготовки применительно к заданным условиям производства, а также установить целесообразность его использования по 
коэффициенту использования материала.

Литература: [1, т. 1], [2].

основные теоретические сведения

Для изготовления деталей машин используются следующие виды заготовок: 

отливка, прокат, штамповка, поковка.

Каждый из перечисленных видов заготовок получают такими технологиче
скими методами, как литье, пластическое деформирование материала (ПДМ), 
формообразование из порошковых материалов и др.

Одинаковая точность может быть обеспечена различными методами получе
ния заготовок. Однако экономическая эффективность этих методов при одном и 
том же выпуске заготовок может отличаться довольно значительно.

Оптимальный вариант получения заготовки следует определять исходя из 

стоимости изготовления детали либо по коэффициенту использования материала.

В условиях среднесерийного, крупносерийного и массового производства 

первичная заготовка по форме и размерам должна максимально приближаться к 
форме и размерам готовой детали. В этом случае припуски на обработку и число 
операций механической обработки будут минимальными, а коэффициент использования материала – весьма высоким (0,65...0,90). Грубое и неточное изготовление 
заготовки с излишними припусками (например, заготовка из проката) удлиняет 
время и повышает стоимость процесса механической обработки. Такие заготовки 
обычно используются в условиях единичного и мелкосерийного производства, когда изготовление соответствующей технологической оснастки (штампов, кокилей 
и др.) чрезвычайно увеличивает стоимость готовой детали.

При выборе заготовки необходимо также учитывать характер нагрузки, при 

которой деталь будет работать в машине. Для восприятия ударных знакопеременных нагрузок заготовки должны быть выполнены в виде штамповок или поковок, 
при этом отливки из таких металлов, как чугун, практически недопустимы.

При выборе способа получения заготовок приходится также считаться с габа
ритными размерами деталей и их массой, а также целесообразностью его примене

Практическая работа 1

ния в конкретных условиях производства. Так, например, при больших габаритных 
размерах и большой массе деталей трудно себе представить объемную штамповку 
таких деталей. В этом случае заготовку следует получать свободной ковкой или 
способами литья в постоянные литейные формы.

Материал заготовки в общем случае задается на чертеже детали конструктором.
Значительную часть заготовок из стали, чугуна и цветных металлов получают 

методом литья с помощью различных литейных технологий.

Литейные технологии подразделяются на два основных вида (рис. 1.1), каж
дый из которых включает возможные способы их реализации:

1) технологии литья в разовые литейные формы: литье в песчаные формы, 

литье в оболочковые формы, литье по выплавляемым моделям, литье по газифицируемым моделям, литье в керамические формы;

2) технологии литья в постоянные литейные формы: кокильное литье, литье 

под давлением, центробежное литье, непрерывное литье, литье вакуумным всасыванием, литье выжиманием, литье жидкой прокаткой, литье намораживанием, 
электрошлаковое литье.

Литье в разовые литейные формы
Литье в постоянные литейные формы

Кокильное литье

Литье под давлением

Центробежное литье

Непрерывное литье

Литье вакуумным всасыванием

Литье выжиманием

Литье жидкой прокаткой

Литье намораживанием

Электрошлаковое литье

Литье в песчаные формы

Литье в оболочковые формы

Литье по выплавляемым моделям

Литье в керамические формы

Литье 
по газифицируемым моделям

Литейные технологии

Рис. 1.1. Разновидности литейных технологий

В производстве широко используют единичные заготовки, полученные мето
дом пластического деформирования металла путем использования разновидностей 
технологии обработки давлением.

Тема: ЗагоТовки деТалей машин

Метод пластического деформирования металла при обработке давлением по
зволяет получать заготовки постоянного поперечного сечения по длине, а также 
заготовки, по форме и размерам приближенные к готовой детали.

Технологии обработки давлением подразделяются на два основных вида 

(рис. 1.2), включающие возможные способы их реализации:

1) технологии получения заготовок постоянного поперечного сечения по дли
не (прутков, проволоки, лент, листов): прокатка, прессование, волочение;

2) технологии получения заготовок, имеющих форму, приближенную к фор
ме и размерам готовых деталей: свободная ковка, горячая объемная штамповка 
(ГОШ) и штамповка с высадкой, холодная листовая и объемная штамповка.

Получение заготовок 
постоянного поперечного сечения 
по длине

Получение заготовок, 
имеющих приближенно формы 
и размеры готовых деталей

Холодная листовая

Гибка

Холодная объемная

Холодная высадка

Холодная 
объемная формовка

Прокатка
Ковка

Штамповка

Холодная

Горячая

Горячая объемная

Гибка

Вальцовка

С высадкой 
на ГКМ и ВКМ

В штампах 
с разъемными 
матрицами

В закрытых 
и открытых штампах

Волочение

Технология обработки давлением

Прессование
Выдавливание 
и прошивка

Свободная ковка 
в подкладных штампах

Рис. 1.2. Разновидности технологий обработки давлением

Все ковочно-штамповочное оборудование (КШО) для реализации способов 

ковки и штамповки, представленных на рисунке, принято разделять на молоты, 
прессы и ковочные машины.

Ковка как операция горячей обработки штучных заготовок давлением от
личается от горячей штамповки тем, что в последнем случае для формоизменения 
металла обязательно нужна технологическая оснастка – штамп. Чисто ковочное 

Практическая работа 1

оборудование предназначается для заготовительных операций – чаще осадки, расплющивания, открытой прошивки, а потому не содержит повышенных требований к точности полуфабриката (который в дальнейшем еще будет обрабатываться 
различными способами, в том числе и штамповкой). Поэтому оно должно обеспечивать лишь необходимую мощность формоизменения. В ряде случаев технологический процесс ковки включает операции горячей штамповки в подкладных 
штампах под молотом.

Молоты в зависимости от типа привода бывают пневматическими, паро
воздушными, механическими, гидравлическими, газовыми и др. По технологическому назначению молоты разделяют на ковочные (для свободной ковки), штамповочные (для объемной штамповки в открытых подкладных штампах) и листоштамповочные (для штамповки листовых заготовок).

Прессы различают гидравлические и кривошипные. 
По технологическому назначению все основные гидравлические прессы подраз
деляют:

– на ковочные (для ковки крупных поковок) и гибочные;
– для объемной штамповки (в открытых и закрытых штампах, в штампах с 

разъемными матрицами);

– для штамповки выдавливанием и прошивкой;
– для листовой штамповки.
Кривошипные машины по технологическому назначению можно разделить:
– на кривошипные ковочно-штамповочные прессы; в отличие от молотов и 

гидравлических прессов обладают рядом преимуществ – точностью штамповки, 
относительной бесшумностью в работе, достаточной быстроходностью и не требуют дорогих и сложных фундаментов; легко оснащаются средствами автоматизации 
и механизации;

– листоштамповочные автоматы;
– вытяжные прессы;
– кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП) (для горячей штам
повки в открытых и закрытых штампах, в штампах с разъемными матрицами, выдавливания и прошивки);

– чеканочные кривошипно-коленные прессы;
– горизонтально-ковочные машины (ГКМ) и вертикально-ковочные маши
ны (ВКМ) (для горячей штамповки с высадкой заготовок тел вращения);

– гибочные и правильные машины (для гибки, правки);
– ковочные вальцы (для вальцовки заготовок из полосы или прутка);
– кривошипные ножницы.
Коэффициент использования материала является основной количественной 

характеристикой металлоемкости детали и определяется из соотношения

д

з
К
,
m
m


где mд – масса готовой детали, кг; mз – масса заготовки, кг.

Ориентировочно коэффициент использования материала заготовки должен 

находиться в пределах:

0,75...…0,90 для заготовок, полученных способами литья;
0,65...…0,75 для заготовок, полученных горячей объемной штамповкой;
0,38...…0,40 для заготовок, полученных свободной ковкой;
0,45...…0,50 для заготовок, полученных прокаткой, прессованием, волочением.

Тема: ЗагоТовки деТалей машин

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с конструкцией заданной детали. Вычертить эскиз детали.
2. Пользуясь справочной литературой [1, т. 1, с. 117–119, 134–140], установить 

метод получения заданных видов заготовки и возможные способы его реализации. 
Для каждого из предложенных для сравнения способов получения заготовки рассчитать коэффициент использования материала. Все полученные сведения представить в табличной форме.

3. Назначить оптимальный способ получения заготовки по малоотходной 

технологии с учетом целесообразности его применения в заданных условиях производства. 

Сделать вывод.

 контрольные вопросы

1. Раскройте сущность коэффициента использования металла.
2. Опишите способы литья заготовок в разовые и постоянные литейные формы.
3. Опишите способы получения заготовок, используемые при обра ботке металла 
давлением.
4. Назовите области применения свободной ковки и горячей объемной штамповки.

 
отчет

Практическая работа 1

Тема:
 .

Цель: 
 .

Оснащение:
1. Исходные данные для выполнения работы.
2. Справочная литература:

Справочник технолога-машиностроителя : в 2 т. Т. 1 / А.М. Дальский [и др.]. 
М., 2001.
Технология машиностроения. Курсовое проектирование : учеб. пособие / 
М.М. Кане [и др.]. Минск, 2013. 

3. Чертежные принадлежности.

1. Эскиз детали.

Практическая работа 1

2. Расчет коэффициента использования материала: 
 .

Выбор оптимального способа получения заготовки

Тип

производства

Материал
заготовки

Вид

заготовки

Метод

получения
заготовки

Способы

реализации

метода

Коэффициент
использования

материала

3. Оптимальный способ получения заготовки по малоотходной технологии с 

учетом целесообразности его применения в заданных условиях производства: 

 .

Вывод: 

 .

Ответы на контрольные вопросы:

 .

Тема: ПриПуски на механиЧескуЮ оБраБоТку ДеТалеЙ

ПракТиЧеская раБоТа 2

оПреДеление оБЩих ПриПускоВ и раЗмероВ ЗагоТоВки
на оБраБоТку ЗаДанноЙ ПоВерхносТи ДеТали
оПЫТно-сТаТисТиЧеским меТоДом

Цель: научиться определять общие припуски и размеры заготовки на обработку 

заданной поверхности детали опытно-статистическим методом по ГОСТ 7505-89.
Поковки стальные штампованные. Допуски, посадки и кузнечные напуски.

Задание: на основании исходных данных (приложение А, таблица 1) определить 

общие припуски и размеры заготовки, полученной штамповкой на горизонтальноковочной машине, опытно-статистическим методом по ГОСТ 7505-89.

Литература: [2–4].

основные теоретические сведения

Припуск представляет собой излишек материала, необходимый для получения 

окончательных размеров и заданного класса шероховатости поверхностей деталей в 
процессе механической обработки на станках режущими инструментами.

Слой металла, удаляемый с поверхности исходной заготовки в процессе ме
ханической обработки с целью получения готовой детали, называется общим припуском на обработку (Zо) и определяется суммированием межоперационных припусков по каждому технологическому переходу механической обработки от исходной 
заготовки до готовой детали:

(2.1)

где п – число технологических переходов; 

1 – номер перехода; 
Zi – межоперационный припуск на i-м переходе.

Межоперационным припуском называют слой металла, удаляемый при выпол
нении технологического перехода обработки резанием.

Межоперационный припуск равен разности размеров, полученных после 

предшествующего и после выполняемого переходов.

Слой металла, удаляемый при выполнении технологической операции, назы
вают операционным припуском.

Симметричный припуск устанавливается для параллельно обрабатываемых по
верхностей, подлежащих одинаковой обработке по числу и характеру операций, например, припуск на наружные и внутренние поверхности тел вращения (вал и отверстие) или припуск на две противолежащие параллельные плоские поверхности.

Несимметричный припуск устанавливается для отдельно расположенных пло
скостей или для последовательно обрабатываемых противоположных плоскостей.

Требования в отношении механической обработки. В соответствии с требова
ниями к шероховатости поверхности и точности размеров детали принимает