Основы технологии машиностроения. Лабораторный практикум

В.А. ГОРОХОВ
Н.В. БЕЛЯКОВ
Ю.Е. МАХАРИНСКИЙ

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ 
МАШИНОСТРОЕНИЯ
 ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Под редакцией В.А. Горохова

Москва
«ИНФРАМ»
2019

Рекомендовано
Учебно-методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию 
в области автоматизации технологических процессов, производств и управления 
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по направлению «Технология, оборудование и автоматизация 
машиностроительных производств»

Допущено
Учебно-методическим объединением вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения в качестве учебного пособия для студентов 
высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки: 
«Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных 
производств», «Технология, оборудование и автоматизация производств», 
«Автоматизированные технологии и производства»

УДК 621(075.8)
ББК 34.5я73
 
Г70

Горохов, В.А.
Основы технологии машиностроения. Лабораторный практикум : 
учеб. пособие / В.А. Горохов, Н.В. Беляков, Ю.Е. Махаринский ; 
под ред. В.А. Горохова. — М. : ИНФРА-М, 2019. — 446 с. : ил. — 
(Высшее образование: Бакалавриат).

ISBN 978-5-16-009372-7 (ИНФРА-М, print).
ISBN 978-5-16-100351-0 (ИНФРА-М, online).

Изложен материал для самостоятельной подготовки к выполнению 
лабораторных работ и курсового проекта по дисциплине «Основы технологии машиностроения». Отражены необходимые справочно-нормативные данные для решения технологических задач при обработке заготовок строганием, точением, фрезерованием, сверлением, растачиванием, шлифованием и поверхностным пластическим деформированием. 
Приведены рекомендации по выбору схем базирования и закрепления 
заготовок, инструментов и приспособлений, параметров режима обработки резанием и ППД, по контролю обработки на строгальных, токарных, фрезерных, сверлильных, расточных, шлифовальных и других 
станках.
Для студентов машиностроительных специальностей вузов.

УДК 621(075.8)
ББК 34.5я73

Г70

 
© Горохов В.А., Беляков Н.В., 
Махаринский Ю.Е., 2013
 
© ООО «Новое знание», 2013
ISBN 978-5-16-009372-7 (ИНФРА-М, print).
ISBN 978-5-16-100351-0 (ИНФРА-М, online).

Р е ц е н з е н т ы:
директор Института технической акустики НАН Беларуси, доктор технических наук, профессор В.В. Рубаник;
доцент кафедры «Технология машиностроения» Белорусского национального технического университета, доктор технических наук, доцент И.А. Каштальян

Оглавление

Предисловие......................................................................................................................7

Работа 1. Обработка заготовок строганием.....................................................11
1.1. Основные компоненты поперечно-строгальных станков.......................11
1.2. Выбор строгальных резцов................................................................................15
1.3. Методы базирования и закрепления заготовок.........................................21
1.4. Схемы обработки типовых поверхностей....................................................28
1.5. Выбор параметров режима строгания...........................................................32
1.6. Определение затрат основного времени.......................................................34
Вопросы и задания для самоконтроля....................................................................35
Задания по проектированию операций обработки заготовок  
строганием.......................................................................................................................38

Работа 2. Токарная обработка заготовок...........................................................42
2.1. Основные компоненты токарных станков...................................................42
2.2. Методы формообразования поверхностей...................................................46
2.2.1. Обработка наружных поверхностей вращения...............................46
2.2.2. Обработка внутренних поверхностей вращения............................51
2.2.3. Обработка резьбы.......................................................................................56
2.2.4. Отделочная обработка..............................................................................61
2.3. Методы базирования и закрепления заготовок.........................................64
2.3.1. Схемы базирования и установки..........................................................64
2.3.2. Приспособления для базирования и закрепления .
заготовок....................................................................................................................66
2.4. Установка и размерная настройка инструментов......................................75
2.5. Назначение параметров режима резания.....................................................79
2.6. Контроль качества обработки...........................................................................82
Вопросы и задания для самоконтроля....................................................................88
Задания по проектированию операций токарной обработки........................90

Работа 3. Обработка заготовок фрезерованием.............................................94
3.1. Основные компоненты фрезерных станков................................................94
3.2. Методы формообразования...............................................................................97
3.3. Схема базирования и схема установки......................................................107
3.4. Приспособления для базирования и закрепления заготовок ...........107
3.5. Методы деления на УДГ..................................................................................115
3.6. Базирование, закрепление и размерная настройка инструмента.....122
3.7. Назначение параметров режимов резания и определение

основного времени.............................................................................................134

Оглавление
4

Вопросы и задания для самоконтроля.................................................................138
Задания по проектированию операций обработки заготовок 
фрезерованием..............................................................................................................140

Работа 4. Обработка заготовок сверлением..................................................146

4.1. Основные компоненты сверлильных станков.........................................146
4.2. Выбор режущего инструмента.......................................................................149
4.3. Выбор приспособлений для установки инструмента...........................166
4.4. Методы базирования и закрепления заготовок......................................177
4.5. Рекомендации по последовательности и режимам

обработки отверстий.........................................................................................182
4.6. Контроль размеров и относительного расположения отверстий.....188
Вопросы и задания для самоконтроля.................................................................190
Задания по проектированию операций обработки заготовок  
сверлением......................................................................................................................194

Работа 5. Обработка заготовок растачиванием...........................................198

5.1. Основные компоненты расточных станков..............................................198
5.1.1. Горизонтально-расточной станок.......................................................198
5.1.2. Вертикально-расточной станок..........................................................203
5.2. Методы базирования и закрепления заготовок......................................205
5.2.1. Универсальные крепежные детали и устройства........................205
5.2.2. Установка заготовки на стол или плиту станка...........................207
5.2.3. Выверка заготовки относительно станка........................................216
5.3. Методы обработки типовых функциональных модулей.....................223
5.3.1. Функциональные модули и основные переходы .
их обработки.........................................................................................................223
5.3.2. Сверление...................................................................................................226
5.3.3. Растачивание отверстий........................................................................227
5.3.4. Зенкерование, развертывание и нарезание резьбы .
в отверстиях..........................................................................................................232
5.3.5. Фрезерование............................................................................................240
5.4. Размерная настройка.........................................................................................240
5.5. Методы контроля точности обработки......................................................248
5.6. Назначение параметров режима резания..................................................255
Вопросы и задания для самоконтроля.................................................................259
Задания по проектированию операций обработки заготовок 
растачиванием.............................................................................................................263

Оглавление
5

Работа 6. Обработка заготовок шлифованием.............................................270

6.1. Виды шлифования.............................................................................................270
6.2. Характеристики шлифовальных кругов....................................................273
6.3. Правка шлифовальных кругов......................................................................281
6.4. Технологические характеристики процесса шлифования...................286
6.5. Смазочно-охлаждающие жидкости при шлифовании..........................292
6.6. Круглое наружное шлифование....................................................................297
6.7. Круглое внутреннее шлифование.................................................................305
6.8. Координатно-планетарное шлифование....................................................314
6.9. Плоское шлифование........................................................................................319
6.10. Приспособления для плоскошлифовальных станков........................327
6.11. Выбор характеристики шлифовального круга......................................331
6.12. Назначение показателей режима шлифования.....................................334
6.12.1. Врезное и многопроходное шлифование...................................334
6.12.2. Круглое наружное врезное шлифование...................................335
6.12.3. Круглое наружное продольное шлифование
с радиальной подачей на каждый ход......................................................341
6.12.4. Круглое наружное продольное шлифование
с радиальной подачей на двойной ход.....................................................343
6.12.5. Плоское врезное шлифование с вертикальной
подачей на каждый ход..................................................................................345
6.12.6. Плоское врезное шлифование с вертикальной
подачей на двойной ход.................................................................................349
6.12.7. Плоское продольное шлифование с вертикальной
подачей на каждый ход..................................................................................350
Вопросы и задания для самоконтроля.................................................................353
Задания по проектированию операций обработки заготовок  
шлифованием.............................................................................................................................357

Работа 7. Обработка заготовок поверхностным пластическим 
деформированием......................................................................................................363

7.1. Отделочно-упрочняющая обработка ППД, оборудование

и инструменты.....................................................................................................363
7.2. Приспособления, микрогеометрия поверхности и состояние

металла при отделочно-упрочняющей обработке ППД......................379
7.3. Регулярные микрорельефы и их разновидности....................................397
7.4. Взаимосвязь микрогеометрии рабочих поверхностей

и свойств подповерхностного слоя материала
с эксплуатационными свойствами деталей и соединений..................401
7.5. Комбинированные процессы и расчет параметров режима

отделочно-упрочняющей обработки ППД................................................412

Оглавление
6

7.6. Формообразующая обработка ППД фасонных поверхностей .........422
7.7. Упрочняющая обработка ППД.....................................................................429
Вопросы и задания для самоконтроля................................................................434
Задания по проектированию операций и исследованию 
обработки заготовок ППД......................................................................................436

Заключение..................................................................................................................441

Литература ...................................................................................................................443

Предисловие

Лекционный курс «Основы технологии машиностроения» обеспечивает первичную теоретическую подготовку студента по своей 
специальности. Однако теория без практики мертва. Поэтому глубокое самостоятельное изучение теоретического материала в порядке подготовки к выполнению лабораторных работ по предлагаемому лабораторному практикуму следует признать окончательным 
этапом теоретической подготовки и готовности студента к практическому решению технологических задач в виде лабораторных заданий, а также курсового проекта.
Лабораторный практикум включает работы по основным способам обработки заготовок резанием и поверхностным пластическим деформированием (ППД). Он содержит не только теоретические материалы, но и необходимые для выполнения работ 
сведения нормативно-справочного и методического характера. 
В нем отражены необходимые сведения о микрогеометрии технических поверхностей, включая шероховатость по ГОСТ 2789–73 
и регулярные микрорельефы (РМР) по ГОСТ 24774–81, технологические возможности управления микрогеометрией в целях улучшения эксплуатационных свойств деталей и соединений машин 
и приборов, освещены вопросы комбинированной и совмещенной 
обработки заготовок различными способами, позволяющими достигать не только соответствующего качества поверхностей, но 
и обеспечивать упрочнение подповерхностного слоя материала 
деталей, которое также способствует улучшению их эксплуатационных характеристик.
Выполнение лабораторных работ должно завершаться оформлением операционной технологической карты с заполнением всех 
строк и граф.
Цель выполнения предусмотренных практикумом работ — при
обрести опыт и определенные навыки проектирования технологических операций обработки способами резания и ППД типовых 
элементов деталей на различных станках, а также исследовать 
микрогеометрию поверхностей и подповерхностного слоя материала после обработки заготовок резанием и ППД.
Задачами студента на основе методических рекомендаций, изложенных в теоретическом материале практикума, по индивиду

Предисловие
8

альному варианту задания на проектирование операций обработки
заготовок способами резания (работы №1–6) являются:
а) обоснованный выбор:

ˆ
ˆ обрабатывающих (режущих) инструментов и приспособлений (вспомогательного инструмента) для их установки, измерительных средств и инструментов;

ˆ
ˆ значений параметров режима обработки;

ˆ
ˆ типа приспособления для базирования и закрепления (установки) заготовки;

ˆ
ˆ для шлифовальных операций — способа и показателей режима правки круга, состава смазочно-охлаждающих жидкостей
(СОЖ) и способа их подачи;
б) разработка:

ˆ
ˆ схемы обработки заготовки;

ˆ
ˆ схемы базирования;

ˆ
ˆ схемы установки (базирования и закрепления) заготовки;

ˆ
ˆ схемы размерной настройки;

ˆ
ˆ текстового описания рабочих и вспомогательных переходов;

ˆ
ˆ математической модели затрат основного времени.
Операции обработки заготовок ППД носят исследовательский

характер. Задания по ним состоят из следующих частей: 1) изучение и исследование обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД); 2) исследование регулярных микрорельефов (РМР) поверхностей и состояния подповерхностного слоя
материалов заготовок, обработанных ППД. Обе части могут выполняться в составе одной комплексной работы или в виде двух
отдельных лабораторных работ.
Цель части 1 работы №7 — ознакомиться со способами обработки ППД по ГОСТ 18296–72 и выявить их технологические возможности; выбрать способ обработки для одной из поверхностей заготовки в соответствии с заданием и овладеть методикой расчета
значений параметров режима обработки ППД. Задачами студента
в этом случае являются изучение и уяснение технологических возможностей ППД, в соответствии с вариантом задания исследование
возможности полного перекрытия площади следами инструмента
(шара, алмазного наконечника, ролика, дорна), выбор способа ППД
для обработки заданной поверхности заготовки с обоснованием

Предисловие
9

предшествующей обработки, определение значений параметров режима ППД, осуществление прецизионной настройки на обработку.
При этом с использованием рекомендаций практикума студент

должен разработать схему обработки ППД заданной поверхности
с выбором станка, инструмента и его параметров, конструкции
приспособления для ППД; рассчитать: 1) потребную силу прижима инструмента к обрабатываемой поверхности; 2) абсолютный
натяг и силу проталкивания дорна через отверстие; 3) значения
поперечного перемещения (к заготовке) инструмента после касания для обеспечения прецизионной настройки на обработку. В качестве обрабатывающих и исследовательских средств могут использоваться металлорежущие станки, приспособления для
установки заготовок и инструментов, образцы шероховатости,
микрометры, индикаторы и т.п.
Цель части 2 работы №7 — исследовать связь между условиями ППД и параметрами качества обработанных поверхностей
и подповерхностного слоя материалов заготовок. К задачам студента следует отнести выявление в соответствии с вариантом задания изменения диаметральных размеров, высотных параметров
микронеровностей поверхности и твердости материала заготовок
при обработке обточенных поверхностей ППД, построение зависимости изменения размера образца, одного из параметров РМР
и твердости подповерхностного слоя материала от параметра режима обработки, например силы Р.
Последовательность выполнения этой части.
1. Осуществить обработку ППД участков (поясков) обточенного образца на четырех уровнях значения силы Р поджима инструмента к обрабатываемой заготовке в соответствии с заданием, оставив без обработки поясок исходной (обточенной) поверхности.
2. Снять профилограммы или копировать участки с готовых

профилограмм поверхностей до и после обработки ППД.
3. Измерить диаметры поясков образца с различной обработкой,

определить параметры микрогеометрии поверхностей и твердости
по Виккерсу (НV) материала и занести результаты измерений
в таблицу.
4. Вычислить изменение размеров ∆Di образца.
5. Построить графики зависимостей ∆D, Ra (Rz, R) от силы Р.

Предисловие
10

Провести анализ результатов исследования, сформулировать

выводы и оформить отчет.
Для второй части работы необходимы токарный станок, приспособления для ППД с шаром, алмазным наконечником, гладкими и профильными роликами, микрометрическая скоба или скоба
с пневмодлиномером, профилограф-профилометр, твердомер Виккерса или микротвердомер типа ПМТ-7.
Отчет по лабораторной работе должен содержать титульный

лист с указанием номера и названия работы, студента-исполнителя
и преподавателя-руководителя; на других листах указываются
содержание задания, цель и обеспечение работы; излагаются: теоретическая часть; описание и характеристика оборудования, инструмента, станочных приспособлений для установки заготовок
и инструмента; расчетная часть; экспериментальная часть; операционная технологическая карта; анализ результатов и выводы.
При этом текстовый материал лабораторной работы должен

сопровождаться схемами установки и обработки заготовок, рисунками средств технологического оснащения, результирующими таблицами, графиками, другими наглядными материалами.