Технология машиностроения

В. Ф. Безъязычный, С.В. Сафонов  
ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ 
Допущено Федеральным учебно-методическим объединением в системе  
высшего образования по укрупненной группе специальностей и направлений 
подготовки 15.00.00 «Машиностроение» в качестве учебного пособия  
для студентов, обучающихся по основным образовательным программам  
высшего образования по направлению подготовки бакалавриата  
15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение  
машиностроительных производств» с профилем подготовки  
«Технология машиностроения» 
Москва 
Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2020 

УДК 621.7/.9 
ББК 34.4 
 
Б40 
Рецензенты: 
профессор кафедры технологии авиационных двигателей  
и общего машиностроения Рыбинского государственного авиационного 
технического университета имени П. А. Соловьёва  
доктор технических наук, профессор Семенов А. Н.; 
начальник экспериментального цеха ПАО «ОДК - Сатурн»  
доктор технических наук Коряжкин А. А. 
Безъязычный, В . Ф. 
Б40  
Технология машиностроения : учебное пособие / В. Ф. Безъязычный, 
С. В. Сафонов. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2020. - 336 с. : 
ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-0412-9 
Изложены сведения о технологии изготовления типовых деталей общего 
машиностроения, в том числе деталей для авиадвигателестроения: базовых  
и корпусных деталей, валов, деталей зубчатых передач, деталей с фасонными 
поверхностями, втулок, дисков, рычагов и др. 
Для студентов высших учебных заведений машиностроительных спе- 
циальностейвсех уровней подготовки. 
УДК 621.7/.9 
ББК 34.4 
ISBN 978-5-9729-0412-9 
 
‹ Безъязычный В. Ф., Сафонов С. В., 2020 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2020 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2020 
2 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
ПРЕДИСЛОВИЕ .............................................................................................................................. 
6 
1. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАЗОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ............................................... 
7
1.1. Служебное назначение. Технические условия на изготовление 
базовых деталей 
................................................................................................... 7 
1.2. Материалы и способы получения заготовок базовых деталей 
................ 7 
1.3. Технологический маршрут обработки базовых деталей 
.......................... 8 
1.4. Черновая обработка базовых деталей ........................................................ 8 
1.5. Чистовая обработка базовых деталей ...................................................... 11 
1.6. Обработка крепёжных и смазочных отверстий ...................................... 13 
1.7. Отделочная обработка поверхностей базовых деталей ......................... 13 
1.8. Технический контроль базовых деталей ......................................................... 18 
2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ..................................... 21
2.1. Классификация, технические условия, материалы и способы  
получения заготовок корпусных деталей ....................................................... 21 
2.2. Типовые маршрутные технологические процессы изготовления  
корпусных деталей ............................................................................................ 23 
2.3. Способы обработки плоских поверхностей и их технологические  
возможности 
....................................................................................................................... 24 
2.3.1. Строгание. .................................................................................................... 24 
2.3.2. Фрезерование. .............................................................................................. 24 
2.3.3. Обработка плоских поверхностей протягиванием. 
.................................. 27 
2.3.4. Обработка плоских поверхностей шлифованием..................................... 27 
2.3.5. Отделочные методы обработки плоских поверхностей. ......................... 31 
2.4. Обработка основных отверстий 
................................................................ 32 
2.4.1. Разновидности основных отверстий в корпусных деталях. .................... 32 
2.5. Способы обработки отверстий 
.................................................................. 33 
2.6. Отделочная обработка основных отверстий ........................................... 39 
2.6.1. Тонкое растачивание (алмазное растачивание). 
....................................... 39 
2.6.2. Шлифование отверстий .............................................................................. 41 
2.6.3. Хонингование отверстий. ........................................................................... 41 
2.6.4. Притирка отверстий. ................................................................................... 43 
2.6.5. Обработка отверстий давлением без снятия стружки. ............................ 43 
2.6.6. Обработка корпусных деталей на станках с ЧПУ. 
................................... 46 
2.6.7. Особенности обработки корпусных деталей авиадвигателей. 
................ 49 
2.6.8. Контроль корпусных деталей. 
.................................................................... 61 
3. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАЛОВ ....................................................................... 64
3.1. Классификация валов. Технические условия на их изготовление.  
Материалы и способы получения заготовок .................................................. 64 
3.2. Общие замечания об обработке цилиндрических поверхностей валов ... 64 
3.3. Особенности обработки нежёстких валов ............................................... 66 
3.4. Обтачивание ступенчатых валов .............................................................. 69 
3 

3.5. Работа на многорезцовых токарных станках .......................................... 70 
3.6. Обработка на револьверных станках ....................................................... 72 
3.7. Обработка на вертикальных многошпиндельных полуавтоматах 
........ 75 
3.8. Специальные методы обработки наружных поверхностей вращения ... 76 
3.9. Тонкое (алмазное) точение 
........................................................................ 79 
3.10. Наружное шлифование 
............................................................................ 79 
3.11. Притирка ................................................................................................... 84 
3.12. Доводка абразивными колеблющимися брусками (суперфиниш) ...... .86 
3.13. Полирование ............................................................................................. 86 
3.14. Ротационное бреющее фрезерование (шевингование) ........................ 87 
3.15. Упрочняюще-калибрующие методы обработки ................................... 88 
3.16. Типовые методы обработки валов различной точности ...................... 91 
3.17. Обработка резьбовых поверхностей ...................................................... 92 
3.18. Обработка шпоночных канавок 
.............................................................. 99 
3.19. Обработка шлицевых поверхностей валов 
.......................................... 101 
3.20. Технология изготовления шпинделей 
.................................................. 102 
3.21. Технология обработки коленчатых валов ........................................... 120 
3.22. Технология изготовления валов турбины и компрессора ................. 135 
3.23. Контроль валов ....................................................................................... 142 
3.23.1. Контроль шпинделей. 
................................................................................ 142 
3.23.2. Контроль коленчатых валов. .................................................................... 145 
4. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ ................... 147 
4.1. Классификация, технические условия на изготовление. Материалы  
и способы получения заготовок 
..................................................................... 147 
4.2. Общие положения по построению технологического процесса 
обработки зубчатых колёс 
.............................................................................. 149 
4.3. Обработка зубчатых колёс до нарезания зубьев 
................................... 149 
4.4. Сверление отверстий. .............................................................................. 150 
4.5. Зенкерование отверстий .......................................................................... 150 
4.6. Развёртывание отверстий. ....................................................................... 151 
4.7. Протягивание отверстий 
.......................................................................... 152 
4.8. Шлифование отверстий ........................................................................... 153 
4.9. Методы нарезания зубчатых колёс ........................................................ 161 
4.9.1. Нарезание цилиндрических зубчатых колёс модульными фрезами. ... 162 
4.9.2. Нарезание зубьев зубчатого колеса червячными фрезами. 
................... 163 
4.9.3. Нарезание зубьев долбяками. 
................................................................... 165 
4.9.4. Нарезание цилиндрических зубчатых колёс методом зуботочения. 
.... 168 
4.9.5. Протягивание зубьев зубчатых колёс. 
..................................................... 169 
4.9.6. Горячая прокатка шестерён. ..................................................................... 170 
4.9.7. Закругление и заострение зубьев. ............................................................ 171 
4.9.8. Шлифование зубьев зубчатых колёс. ...................................................... 172 
4.9.9. Зубохонингование. .................................................................................... 178 
4.9.10. Обкатка зубчатых колёс. 
........................................................................... 179 
4.9.11. Притирка зубчатых колёс. ........................................................................ 180 
4.9.12. Приработка зубчатых колёс. 
..................................................................... 181 
4 
 

4.9.13. Шевингование зубьев. 
............................................................................... 181 
4.9.14. Нарезание зубьев конических зубчатых колёс. ...................................... 183 
4.9.15. Нарезание червячных зубчатых колёс. 
.................................................... 192 
4.10. Типовые технологические процессы изготовления конических 
зубчатых колёс 
................................................................................................. 194 
4.11. Особенности технологии обработки зубчатых колёс  
в авиадвигателестроении 
................................................................................ 198 
4.12. Контроль зубчатых колёс ...................................................................... 204 
5. ОБРАБОКА ДЕТАЛЕЙ КЛАССОВ «ВТУЛКИ» И «ДИСКИ» 
...................................... 216
5.1. Общие положения. Классификация втулок и дисков. Материалы 
и способы получения заготовок 
..................................................................... 216 
5.2. Технология обработки дисков турбин и компрессоров  
авиационных двигателей… ............................................................................ 224 
5.2.1. Конструкция, технические условия на изготовление, материалы  
и способы получения заготовок 
........................................................................... 224 
5.2.2. Общие положения построения технологического процесса  
обработки дисков авиадвигателей ....................................................................... 227 
5.2.3. Выполнение основных операций обработки дисков ............................. 228 
5.2.4. Особенности обработки дисков турбины ГТД-110 
................................ 235 
5.2.5. Особенности современных технологий изготовления дисков ГТД ..... 241 
5.3. Технология изготовления дисков компрессоров и турбин 
.................. 247 
5.4. Контроль дисков ГТД ........................................................................................... 251 
6. ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ 
................ 253
6.1. Методы обработки фасонных поверхностей 
......................................... 253 
6.2. Особенности обработки сложных пространственных поверхностей ........ 270 
6.3. Особенности технологического процесса изготовления лопаток  
авиационных двигателей ................................................................................ 281 
6.4. Особенности изготовления современных лопаток ГТД ...................... 295 
6.4.1. Лопатки турбины ....................................................................................... 295 
6.4.2. Лопатки компрессора ................................................................................ 297 
6.4.3. Технологические операции изготовления базовых поверхностей  
лопаток .................................................................................................................... 300 
6.4.4. Технологические операции изготовления профиля пера лопаток 
........ 301 
6.4.5. Технологические операции изготовления замковой части лопаток 
..... 303 
6.4.6. Технология безразмерной полировки пера лопаток .............................. 307 
6.4.7. Технология изготовления рабочих и сопловых лопаток турбины ....... 310 
6.4.8. Технологии изготовления моноколес (крыльчаток) .............................. 313 
6.5. Обработка сферических поверхностей 
.......................................................... .316 
7. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЫЧАГОВ ............................................................... 322
7.1. Классификация, технические требования. Материалы и способы  
получения заготовок ....................................................................................... 322 
7.2. Маршрутный технологический процесс обработки деталей группы 
«рычаги» 
........................................................................................................... 323 
7.3. Контроль рычагов .................................................................................... 330 
ЛИТЕРАТУРА ............................................................................................................................. 333 
5 

 
ПРЕДИСЛОВИЕ 
 
Данное учебное пособие является продолжением ранее изданного учебника «Основы технологии машиностроения: учебник для вузов» (М.: Машиностроение, 2013. - 568 с.) и второго издания этого учебника (Основы технологии 
машиностроения: учебник для вузов. - 2-е изд., испр. - М.: Инновационное машиностроение, 2017. - 568 с.). 
Учебная дисциплина «Технология машиностроения» предусмотрена Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 15.03.05 «Конструкторскотехнологическое обеспечение машиностроительных производств» (профиль 
«Технология машиностроения»). Эта учебная дисциплина является одной  
из главных дисциплин по названному направлению. 
Пособие рекомендуется также студентам по направлению подготовки 
15.05.01 «Проектирование технологических машин и комплексов», профиль 
«Проектирование технологических машин и комплексов механосборочных 
производств», при изучении учебной дисциплины «Технология производства 
машин» и студентам направления 24.03.05 «Двигатели летательных аппаратов», 
профиль «Технология производства авиационных ГТД», при изучении дисциплины «Технология производства ВРД». 
В пособии изложены особенности технологических процессов изготовления типовых деталей общего машиностроения, а также типовых деталей газотурбинных авиационных двигателей, а именно базовых деталей, корпусных 
деталей общего машиностроения и авиационных двигателей, деталей типа «вал», 
в том числе шпинделей металлорежущих станков, коленчатых валов двигателей 
внутреннего сгорания и валов турбины и компрессора авиационных двигателей, 
деталей зубчатых передач, деталей классов втулки и диска, в том числе дисков 
турбины и компрессоров ГТД, обработки фасонных поверхностей, в том числе изготовления лопаток газотурбинных двигателей, рычагов и др. 
 
6 
 

1. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАЗОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
1.1. СЛУЖЕБНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ.  
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ БАЗОВЫХ ДЕТАЛЕЙ 
Базовыми называются детали сборочных единиц, соединяющие и координирующие взаимное положение основных узлов изделия. Примерами базовых деталей являются станины металлорежущих станков, колонны, стойки, 
поперечины и др. 
Точность работы изделия в значительной степени определяется точностью направляющих базовых деталей, их износоустойчивостью. Наличие 
точно обработанных отверстий для этих деталей является нетипичным, так 
как основное назначение их - крепление других узлов и деталей. 
К точности обработки базовых деталей предъявляются высокие требования. 
Так, например, непрямолинейность направляющих металлорежущих станков 
нормальной точности допускается не более 0,01-0,05 мм на длине 1000 мм в зависимости от назначения станка; непараллельность направляющих допустима в пределах 0,01-0,05 мм на 1000 мм их длины; высота неровностей поверхности 
направляющих по параметру Ra должна быть в пределах 0,32-1,25 мкм. Для прецизионных станков отклонения по прямолинейности не должны превышать 
0,002 мм на 1000 мм длины, а высота неровностей на поверхностях по параметру 
Ra должна быть в пределах 0,02-0,08 мкм. 
1.2. МАТЕРИАЛЫ И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК БАЗОВЫХ ДЕТАЛЕЙ 
Базовые детали часто отливают из серого чугуна марок СЧ20, СЧ15 и др.  
С целью повышения износостойкости примерно на 40  базовых деталей высокопрецизионных станков изготовляются из легированных чугунов, содержащих никель, ванадий, хром, титан. 
Основным способом получения заготовок базовых деталей является литьё. Сравнительно редко применяются сварные конструкции базовых деталей.  
В этом случае применяются углеродистые стали марок Ст. 3 и Ст. 5. 
Для снижения металлоемкости металлорежущих станков при сохранении их жесткости в качестве материала для корпусных деталей широко применяется полимербетон. Изготовление станины целиком из полимербетона - 
сложный и дорогостоящих процесс, а традиционные материалы (сталь и чугун) не обеспечивают требуемой жесткости, поэтому конструктивно и экономически целесообразно использовать для этой цели чугунные отливки  
с последующим заполнением их внутренних полостей полимербетоном. 
7 

1.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МАРШРУТ ОБРАБОТКИ БАЗОВЫХ ДЕТАЛЕЙ 
 
Базовые детали имеют большие габариты, точные поверхности и относительно легко деформируются. Эти особенности определяют методы их обработки, которая производится в следующей последовательности:  
1) черновая обработка основания;  
2) черновая обработка профиля направляющих поверхностей;  
3) чистовая обработка основания;  
4) чистовая обработка направляющих плоскостей;  
5) обработка других поверхностей и крепежных отверстий;  
6) отделочная обработка направляющих. 
После черновой обработки поверхностей включают операцию «старение» 
с целью снятия внутренних напряжений, возникающих как при получении заготовки, так и при предварительной механической обработке. Оно может быть 
естественным и искусственным. 
Естественное старение проводится путем вылеживания детали от нескольких дней до 6-8 месяцев. Искусственное старение проводится посредством 
нагрева детали до 500-550 ƒС, выдержке при этой температуре в течение  
12-15 часов и последующем охлаждении вместе с печью. 
Обработку станин токарных, продольно-фрезерных, расточных станков и других машин средних размеров обычно начинают с основания. 
Это позволяет на следующей операции снимать с направляющих слой металла небольшой толщины, обеспечивая сохранение наиболее плотного, однородного и износоустойчивого слоя металла на направляющих, подвергающихся 
наиболее интенсивному изнашиванию при эксплуатации станка. 
Станины тяжелых и уникальных станков, изготовляемых в единичном и мелкосерийном производстве, как правило, начинают обрабатывать с направляющих, 
что своевременно позволяет выявить литейный брак, если он имеется. 
 
1.4. ЧЕРНОВАЯ ОБРАБОТКА БАЗОВЫХ ДЕТАЛЕЙ 
 
Черновую обработку поверхностей производят строганием, фрезерованием 
и обдирочным шлифованием. Строгание применяется в мелкосерийном и единичном производстве. В крупносерийном производстве применяется высокопроизводительное фрезерование и шлифование. 
Черновое строгание производят при продольной подаче детали с установкой её на столе продольно-строгального станка так, чтобы полностью использовать площадь стола, т. е. устанавливают несколько деталей в ряд. Продольным строганием целесообразно обрабатывать длинные плоские поверхности. 
Наклонные поверхности небольшой ширины после прорезания канавки целесообразно строгать по всей поверхности специальными фасонными резцами 
(рис. 1.1). Наклонные поверхности больших размеров обрабатывают обычными 
проходными резцами. При черновом строгании возможно применение многорезцовых блоков с одновременной обработкой горизонтальных и боковых поверхностей (рис. 1.2). Многорезцовые строгальные блоки могут быть использо8 
 

ваны для обработки поверхностей двумя способами: разделением глубины резания (рис. 1.3, а) и разделением подачи между резцами (рис. 1.3, б). 
Рис. 1.2. Обработка поверхностей 
Рис. 1.1. Обработка направляющих 
корпусных деталей с использованием 
поверхностей строганием 
многорезцовых блоков 
а
б 
Рис. 1.3. Способ обработки поверхностей 
с использованием многорезцовых блоков 
Применяется также фрезерование базовых деталей на универсальных продольно-фрезерных станках набором фрез (рис. 1.4). 
4 
5 
1 
2 
3 
6 
6 
Рис. 1.4. Обработка поверхностей базовых деталей наборами инструментов: 
1, 2, 3, 4, 5 – фрезы; 6 – обрабатываемые заготовки 
9 

Черновая обработка базовых деталей фрезерованием осуществляется на специальных многошпиндельных продольно-фрезерных станках, предназначенных 
для одновременной обработки многих поверхностей несколькими инструментами. 
Концентрация операций дает возможность обрабатывать все плоские поверхности базовых деталей на двух-трех специальных станках. Примеры такой обработки показаны на рис. 1.5. 
 
 
1 ряд шпинделей 
2 ряд шпинделей 
Шпиндель I 
Шпиндель II 
Шпиндель III 
Шпиндель IV 
3 ряд шпинделей 
4 ряд шпинделей 
Шпиндель VIII 
Шпиндель IX 
Шпиндель V 
 
 
Рис. 1.5. Концентрированные методы обработки поверхностей базовых деталей 
 
Обдирочное шлифование сегментными кругами на плоскошлифовальных 
станках с прямоугольным столом целесообразно при снятии сравнительно малых припусков (2-3 мм), т. е. оно возможно при получении заготовок точными 
методами. Отличительной особенностью этого метода обработки является 
10