Технология машиностроения. Практикум

УДК 621(076.58)
ББК 34.5я73
 
Т38

А в т о р ы: А.А. Жолобов, А.М. Федоренко, Ж.А. Мрочек, В.Т. Высоцкий, 
В.А. Лукашенко, А.В. Капитонов

Р е ц е н з е н т ы: кафедра «Технология металлов» Белорусского государственного аграрного технического университета (доктор технических наук, 
профессор Л.М. Акулович); доктор физико-математических наук, профессор Белорусского государственного университета В.И. Прокошин

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

 
Технология машиностроения : практикум : учеб. пособие /
Т38 
А. А. Жоло бов [и др.] ; под ред. А. А. Жолобова. – Минск :
 
Вышэйшая школа, 2015. – 335 с. : ил.
ISBN 978-985-06-2410-9.

Написано в соответствии с программой дисциплины «Технология 
машиностроения». Состоит из пяти глав и приложений информационного и справочного характера. Охватывает проблемы технологии 
машиностроения, проектирования операций механической обработки и разработки технологических процессов изготовления деталей, 
а также сборки узлов машин и механизмов.
Для студентов и преподавателей учреждений высшего образования по машиностроительным специальностям, научных и инженерно-технических работников, магистрантов и аспирантов. Может быть 
полезно для учащихся средних специальных учебных заведений.

УДК 621(076.58) 
ББК 34.5я73

ISBN 978-985-06-2410-9 
© Оформление. УП «Издательство
 
“Вышэйшая школа”», 2015

ПРЕДИСЛОВИЕ

В последние годы в различных издательствах Республики Беларусь вышло большое количество учебников и учебных пособий, направленных на улучшение подготовки студентов высших 
учебных заведений машиностроительного профиля по дисциплине «Технология машиностроения» или смежных с ней дисциплин. Тем не менее, несмотря на большое количество изданных в 
этом направлении книг, до настоящего времени отсутствовало 
комплексное учебное пособие со справочно-информационными 
приложениями для решения задач технологического характера 
на практических занятиях, которым в последнее время уделяется 
все большее внимание в подготовке современных специалистов.
В настоящем учебном пособии предложены многовариантные задачи технологии машиностроения, проектирования операций механической обработки и технологических процессов 
изготовления типовых деталей, а также сборки определенных 
комплектов и узлов машин. Как правило, они сопровождаются 
примерами решения. Все разделы практикума соответствуют образовательным стандартам, учебным планам и программам 
по дисциплине «Технология машиностроения» или ее отраслевым частям.
Авторы надеются, что настоящее учебное пособие будет способствовать лучшему освоению студентами одного из самых 
главных предметов в данной сфере.

1. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ 
МАШИНОСТРОЕНИЯ

1.1. Структура технологических процессов
и операций 

Общие положения

Согласно ГОСТ 3.1109–82 технологический процесс – это 
часть производственного процесса, направленная на изменение 
предмета труда и (или) определение его состояния.
Технологические процессы подразделяются в соответствии 
с методами их выполнения. Могут быть технологические процессы механической обработки, штамповки, сборки, литья, термической обработки, нанесения покрытий гальваническими и 
химическими методами и т.п.
Любой технологический процесс представляет собой совокупность технологических операций.
Технологическая операция – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Основным признаком операции является непрерывность ее выполнения, т.е. отсутствие перехода к обработке другого изделия. 
В свою очередь операции могут состоять из установов, позиций, 
технологических и вспомогательных переходов.
Установ – часть технологической операции, выполняемая 
при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.
Позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно 
закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно 
инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции. Понятие «позиция» относят 
в первую очередь к обработке на многопозиционных станках. 
Технологический переход – законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке.
Технологические переходы в свою очередь состоят из рабочего и вспомогательного ходов.
Р а б о ч и й  х о д – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением размеров, 
формы, качества поверхности и свойств заготовки.

В с п о м о г а т е л ь н ы й  х о д – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода.
Вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но необходимы для выполнения технологического 
перехода (например, установка заготовки, снятие детали, смена 
инструмента и т.п.).
При проектировании технологического процесса и оформлении 
техно логической документации важно определить структуру технологических операций и правильно сформулировать их наименование и содержание. Запись наименования и содержания операций 
следует выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1702–79.
Наименование операции определяется видом используемого 
оборудования и записывается в именительном падеже. Перед 
наименованием операции указывается ее код (например, 4101 – 
агрегатная, 4110 – токарная, 4114 – токарно-винторезная, 4132 – 
внутришлифовальная и т.д.).
Структура технологических процессов и операций представлена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Структура технологических процессов и операций

Коды различных техпроцессов и операций представлены 
в приложении А.
В содержание операции (перехода) должно входить следующее:
 
ключевое слово, отражающее способ обработки и записывающееся в форме неопределенного глагола (например, фрезеровать, сверлить, шлифовать и т.д.);
 
данные о размерах или обрабатываемых поверхностях при 
возможных двух формах записи. При обозначении собственно поверхностей используют сокращенную форму записи (например, 
фрезеровать поверхность 1). При обозначении размеров (на продолжении размерных линий) применяют полную форму записи 
(например, фрезеровать поверхность, выдерживая размеры 1, 2).

Пример определения структуры
технологической операции

Установить структуру сверлильной операции, выполняемой 
на вертикально-сверлильном станке. Заготовка установлена 
в приспособлении с поворотным кондуктором (рис. 1.2).
Рассматриваемая операция состоит из одного установа, двух 
позиций и двух технологических переходов. Код операции – 4214.
Наименование операции – вертикально-сверлильная.
Решение
Так как обозначены обрабатываемые поверхности, то используется сокращенная форма записи содержания переходов (рис. 1.2, а):

Рис. 1.2. Схема установки заготовки:
а – обрабатываемые поверхности 1, 2; б – размеры обрабатываемых поверхностей

Позиция I. Переход 1. Сверлить отверстие 1. Позиция II. Переход 2. Сверлить отверстие 2.
Так как обозначены размеры обрабатываемых поверхностей, 
то используется полная форма записи содержания переходов 
(рис. 1.2, б):
Позиция I. Переход 1. Сверлить отверстие, выдерживая размер 1. Позиция II. Переход 2. Сверлить отверстие, выдерживая 
размер 2.

Задачи по установлению структуры
технологических операций

Установить структуру технологических операций, определить 
их наименование и присвоить коды. Исходные данные приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Исходные данные

Вариант

Исходные данные
Эскиз
Поверхности
Оборудование

1
2
3
4
1
Наружные цилиндрические поверхности, фаски, канавки 

Токарно-винторезный станок

2
Токарный 
многорезцовый станок
3
Токарный станок с 
ЧПУ
4
Резьбовые отверстия в торцах с 
двух сторон

Радиально-сверлильный станок
5
Вертикально-сверлильный станок
6
Агрегатный 
двухсторонний станок
7
Наружная цили ндрическая 
поверхность, 
центральное отверстие

Токарно-винторезный станок

8
Токарный, 
многошпиндельный горизонтальный станок
9
Токарно-револьверный станок
10
Шесть радиально 
расположенных отверстий

Вертикально-сверлильный станок

11
Радиально-све рлильный станок
12
Агрегатный станок

Окончание табл. 1.1

1
2
3
4

13
Наружные ци ли ндрические 
поверхности, 
центральное отверстие

Токарный 
многошпиндельный вертикальный 
полуавтомат

14
Токарно-винторезный станок

15
Четыре резьбовых 
отверстия
Радиально-сверлильный станок

16
Агрегатный станок

17
Наружные и внутренние 
цилиндрические поверхности, 
резьбовая 
поверхность

Токарно-револьверный станок

18
Токарно-винторезный станок

19
Токарный 
многошпиндельный 
горизонтальный полуавтомат

20
Токарный станок с 
ЧПУ 

1.2. Определение типа производства

Общие положения

Основным принципом построения технологических процессов является принцип совмещения технических, экономических 
и организационных задач, решаемых в конкретных производственных условиях. Наименьшие затраты при изготовлении изделий могут быть достигнуты только в случае построения технологического процесса в полном соответствии с типом данного 
производства и его возможными техническими условиями.
В зависимости от номенклатуры, регулярности, стабильности 
и объема выпуска изделий современное производство подразделяется на единичное, массовое и серийное.
Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой и малым объемом выпуска изделий. На предприятиях единичного производства количество выпускаемых изделий исчисляется штуками и десятками штук, на рабочих местах выполняются разнообразные технологические операции, повторяющиеся 
нерегулярно или не повторяющиеся совсем.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой 
и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в течение продолжительного времени.
Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяемыми 
партиями. Различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство. По всем технологическим и производственным признакам серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым производством. При этом мелкосерийное производство близко к единичному, а крупносерийное – к массовому. Тип производства можно 
определять по различным методикам (варианты 1 и 2).
В а р и а н т  1
При проектировании технологического процесса необходимо 
установить тип производства. На начальной стадии тип производства устанавливают ориентировочно, используя данные, 
представленные в табл. 1.2 [1, 2].

Таблица 1.2
Ориентировочный выбор типа производства

Тип производства
Количество обрабатываемых деталей одного наименования в год 

массой свыше 30 кг
массой от 8 до 30 кг
массой до 8 кг

Единичное
Мелкосерийное
Среднесерийное
Крупносерийное
Массовое

До 5
Свыше 5 до 100
Свыше 100 до 300
Свыше 300 до 1000
Свыше 1000

До 10
Свыше 10 до 200
Свыше 200 до 500
Свыше 500 до 5000
Свыше 5000

До 100
Свыше 100 до 500
Свыше 500 до 5000
Свыше 5000 до 50 000
Свыше 50 000

После разработки технологического процесса, расчета норм 
времени по операциям и числа рабочих мест тип производства 
уточняют по коэффициенту закрепления операций Kз.о:

 
K
i

i
з.о
О

P
= ∑
∑
, 
(1.1)

где 
Оi
∑
 – суммарное число различных операций; 
Pi
∑
 – суммарное число рабочих мест по операциям.
Для определения числа рабочих мест устанавливают расчетное количество станков по операциям:

 
m
N t

F
i
p 
шт(шт.к)

д
з.н
=
⋅

⋅
⋅
60
η
, 
(1.2)

где N – годовой объем выпуска изделий, шт.; tшт(шт.-к) – штучное 
(штучно-калькуляционное) время на операции, мин; Fд – дей

ствительный годовой фонд времени работы оборудования, ч; 
ηз.н – нормативный коэффициент загрузки оборудования.
Нормативный коэффициент загрузки оборудования принимают:
 
для мелкосерийного производства ηз.н = 0,8…0,9;
 
среднесерийного производства ηз.н = 0,75…0,85;
 
массового и крупносерийного производства ηз.н = 0,65…0,75.
При расчетах можно принимать усредненное значение 
ηз.н = 0,75…0,8.
Расчетное количество станков по операциям округляют до 
ближайшего большего целого числа и получают принятое количество станков m
i
пр ; при этом 
P
пр 
i
i
m
∑
∑
=
.

Фактический коэффициент загрузки оборудования по операциям равен

 
ηз.ф 
р 

пр 
i
i

i

m

m
=
. 
(1.3)

Количество операций, которые можно выполнить на каждом 
рабочем месте, определяется из выражения

 
Oi
i
= η
η

з.н

з.ф 
. 
(1.4)

Действительный годовой фонд времени работы оборудования 
зависит от его типа. Данные приведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3
Фонд времени работы оборудования (в две смены)

Оборудование
Номинальный 
годовой фонд, ч

Действительный годовой 
фонд, ч

Металлорежущие станки 1–30-й категорий ремонтной сложности
4154
4029

Металлорежущие станки свыше 30-й категории ремонтной сложности
4154
3904

Автоматические линии
4154
3738

Поточные линии
4154
3987

Рабочие места без оборудования (верстаки, столы)
4154
4154

Рассчитанный коэффициент закрепления операций сравнивают с его нормативным показателем и определяют тип производства. Нормативные коэффициенты закрепления операций 
следующие: