Технология машиностроения. Специальная часть

ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ 
СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 
Под редакцией А. А. Маликова и А. С. Ямникова 
Допущено УМО АМ в качестве учебника для студентов высших  
учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки  
«Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных 
производств» и «Конструкторско-технологическое обеспечение  
машиностроительных производств» 
Москва   Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2020 

УДК 621.71621.9 
ББК 34.6834.63 
 
Т38 
 
 
 
А в т о р ы :  
А. С. Ямников, М. Н. Бобков, Г. В. Малахов, А. А. Маликов, Н. Д. Феофилов 
 
Р е ц е н з е н т ы :  
заслуженный деятель науки и техники РФ, д-р техн. наук, проф.,  
проф. кафедры технологии машиностроения и металлорежущих систем  
Московского государственного индустриального университета А. Г. Суслов; 
кафедра технологии машиностроения (АМ-3) МГТУ им. Н. Э. Баумана  
(зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. Васильев А. С.) 
 
 
 
Т38      Технология машиностроения. Специальная часть : учебник для вузов / 
[А. С. Ямников и др.] ; под ред. А. А. Маликова и А. С. Ямникова. - Москва ; 
Вологда : Инфра-Инженерия, 2020. - 344 с. 
      ISBN 978-5-9729-0425-9 
 
Рассмотрены 
процедуры 
проектирования 
технологических 
процессов 
изготовления и сборки деталей, включающие в себя разработку маршрута обработки 
отдельных поверхностей, выбор технологических баз, оборудования, приспособлений, 
инструмента, размерный анализ технологических процессов и технологическую 
подготовку производства, разработку технологической документации. Предложены 
методики достижения точности функционально связанных размерных цепей на 
примерах оружейного и станкостроительного производства. 
Для студентов бакалавриата и магистратуры конструкторских и технологических 
специальностей и направлений. Учебник может быть полезен технологам и конструкторам промышленных предприятий. 
 
 
УДК 621.71621.9 
 
ББК 34.6834.63 
 
 
ISBN 978-5-9729-0425-9 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2020 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2020 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ 
.................................................................................... 7 
1.1. Исходные данные для проектирования технологических процессов 
......... 7 
1.2. Выбор метода получения заготовки 
............................................................... 8 
1.3. Установление маршрута обработки отдельных поверхностей ................. 10 
1.4. Припуски на обработку деталей машин ...................................................... 11 
1.5. Составление маршрута обработки заготовки 
.............................................. 13 
1.6. Выбор технологических баз для установки заготовок 
............................... 14 
1.6.1. Термины и определения, виды баз ........................................................ 14 
1.6.2. Погрешности установки заготовок ....................................................... 15 
1.6.3. Выбор технологических баз для установки заготовок 
........................ 21 
1.7. Выбор оборудования, приспособлений, режущего  
и мерительного инструмента ............................................................................... 23 
1.8. Размерный анализ технологических процессов 
.......................................... 24 
1.8.1. Задачи размерного анализа .................................................................... 24 
1.8.2. Расчеты при проектировании технологических процессов. 
............... 30 
1.8.3. Точность технологических операций и припуски на обработку ....... 31 
1.8.4. Звенья операционных размерных цепей 
............................................... 32 
1.8.5. Подготовка чертежа и технологических документов  
для размерного анализа .................................................................................... 33 
1.8.6. Расчет операционных размерных цепей 
............................................... 48 
1.9. Технологическая подготовка производства ................................................ 52 
1.9.1. Система разработки и постановки продукции на производство  
и технологическая подготовка производства 
................................................. 52 
1.9.2. Виды технологических документов ...................................................... 60 
1.9.3. Маршрутные и операционные карты 
.................................................... 61 
1.9.4. Оформление карт эскизов ...................................................................... 69 
1.9.5. Особенности маршрутного и маршрутно-операционного  
описания технологического процесса 
............................................................. 73 
1.9.6. Особенности оформления карт типовых и групповых 
технологических процессов и операций 
......................................................... 73 
ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ МАШИН 
................................... 76 
2.1. Качество и точность сборки 
.......................................................................... 76 
2.2. Методы обеспечения точности выходных параметров сборки 
................. 77 
2.2.1. Метод полной и неполной взаимозаменяемости ................................. 77 
2.2.2. Метод групповой взаимозаменяемости ................................................ 79 
2.2.3. Достижение точности сборки методом компенсаций 
......................... 81 
2.2.4. Метод регулировки ................................................................................. 83 
2.2.5. Метод пригонки 
....................................................................................... 86 
2.3. Размерно-технологический анализ сборочных размерных цепей ............ 89 
3 
 

2.3.1. Функционально связанные сборочные размерные цепи  
червячных и конических передач 
.................................................................... 90 
2.3.2. Достижение точности функционально связанных сборочных 
размерных цепей при обработке «в сборе» .................................................... 94 
2.3.3. Функционально связанные сборочные размерные цепи, 
обеспечивающие нормированный контакт поверхностей ............................ 96 
2.3.4. Сопряженная обработка деталей на станках с ЧПУ 
............................ 97 
2.3.5. Сопряженная обработка деталей сборочного комплекта  
на станках с ЧПУ 
............................................................................................. 100 
2.3.6. Сопряженная обработка деталей сборочного комплекта узла 
запирания охотничьего ружья МЦ-108 
......................................................... 102 
2.4. Основы разработки технологических процессов сборки 
......................... 110 
2.4.1. Основные понятия и определения. Классификация  
технологических процессов сборки .............................................................. 110 
2.4.2. Виды сборки .......................................................................................... 112 
2.4.3. Структура и классификация технологических  
процессов сборки ............................................................................................ 114 
2.4.4. Последовательность разработки рабочего процесса сборки ............ 116 
2.4.5. Технологическая документация, сопровождающая  
разработку технологического процесса сборки 
........................................... 118 
2.4.6. Разработка технологических схем сборки узлов и изделий ............. 119 
2.4.7. Технико-экономическая оценка вариантов технологических 
процессов сборки ............................................................................................ 123 
2.5. Сборка зубчатых передач ............................................................................ 126 
2.5.1. Особенности сборки цилиндрических зубчатых передач ................ 126 
2.5.2. Особенности сборки конических зубчатых передач ......................... 129 
2.5.3. Особенности сборки червячных передач ........................................... 130 
2.6. Автоматизация сборочных работ ............................................................... 132 
ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТИПОВЫХ  
ДЕТАЛЕЙ МАШИН ............................................................................................... 137 
3.1. Технология производства валов ................................................................. 137 
3.1.1. Назначение и конструкция валов ........................................................ 137 
3.1.2. Заготовки валов и способы их получения .......................................... 143 
3.1.3. Маршрутный технологический процесс изготовления  
ступенчатых валов 
........................................................................................... 153 
3.1.4. Обработка цилиндрических поверхностей валов .............................. 160 
3.1.5 Контроль валов ....................................................................................... 186 
3.2. Технология производства втулок ............................................................... 188 
3.3. Технология производства рычагов 
............................................................. 191 
3.4. Технология изготовления станин ............................................................... 194 
3.4.1. Служебное назначение станин. Конструкция. Технические  
условия и нормы точности ............................................................................. 194 
3.4.2.Типовой технологический маршрут механической  
обработки станин ............................................................................................ 197 
4 
 

3.4.3.Черновая обработка станин. 
.................................................................. 198 
3.4.4.Старение 
.................................................................................................. 203 
3.4.5.Чистовая обработка 
................................................................................ 204 
3.4.6.Обработка крепежных отверстий и отверстий под смазку 
................ 208 
3.4.7. Отделочная обработка направляющих ............................................... 210 
3.4.8. Упрочнение и термообработка направляющих станин. 
.................... 217 
3.4.9. Контроль направляющих станин 
......................................................... 219 
3.5. Технология изготовления корпусных деталей 
.......................................... 222 
3.5.1 Служебное назначение корпусных деталей.  
Конструктивные виды .................................................................................... 222 
3.5.2. Технические условия и нормы точности, предъявляемые  
к корпусным деталям ...................................................................................... 225 
3.5.3. Материал изготовления корпусных деталей.  
Виды заготовок и методы их получения ...................................................... 228 
3.5.4. Типовой технологический маршрут обработки  
корпусных деталей .......................................................................................... 231 
3.5.5. Выбор технологических баз при обработке корпусных деталей ..... 232 
3.5.6. Обработка наружных плоскостей корпусных деталей 
...................... 234 
3.5.7 Методы обработки основных отверстий ............................................. 239 
3.5.8. Обработка крепежных и других отверстий  
в корпусных деталях ....................................................................................... 257 
3.5.9. Отделочная обработка основных отверстий. ..................................... 259 
3.5.10. Контроль корпусных деталей. Общие правила и требования  
при контроле корпусных деталей .................................................................. 262 
3.6. Технология изготовления деталей зубчатых передач. ............................. 268 
3.6.1. Технология изготовления цилиндрических зубчатых колес.  
Типовые конструкции цилиндрических зубчатых колес и технические 
требования к ним. 
............................................................................................ 268 
3.6.1.1 Технические требования к цилиндрическим  
зубчатым колесам. 
......................................................................................... 268 
3.6.1.2. Материал, заготовки и термическая обработка  
зубчатых колес 
............................................................................................... 269 
3.6.1.3. Типовые технологические маршруты обработки  
цилиндрических зубчатых колес ................................................................. 274 
3.6.1.4. Нарезание зубьев цилиндрических зубчатых колес.  
Основные методы зубообработки ............................................................... 279 
3.6.1.5. Обработка торцов зубьев 
................................................................. 291 
3.6.2. Изготовление конических и гипоидных передач .............................. 294 
3.6.2.1. Нарезание прямых зубьев конических колес дисковыми  
фрезами по методу копирования ................................................................. 295 
3.6.2.2. Круговое протягивание прямых зубьев конических колес 
.......... 297 
3.6.2.3. Нарезание зубьев конических и гипоидных передач  
по методу обката ........................................................................................... 298 
3.6.2.4 Отделка баз конических зубчатых колес после  
термической обработки ................................................................................ 304 
5 
 

3.6.2.5. Отделка зубьев конических колес .................................................. 305 
3.6.3. Технология изготовления деталей червячных передач..................... 307 
3.6.3.1. Виды червячных передач ................................................................ 307 
3.6.3.2. Типовой маршрут обработки червяков и колес  
червячных передач ........................................................................................ 309 
3.6.3.3. Нарезание резьбы червяков 
............................................................. 310 
3.6.3.4. Шлифование резьбы червяков ........................................................ 315 
3.6.3.5. Нарезание резьбы глобоидальных червяков ................................. 318 
3.6.3.6. Изготовление цилиндрических червячных колес 
......................... 320 
3.6.3.7. Нарезание глобоидных червячных колес ...................................... 325 
3.6.4. Контроль зубчатых передач в машиностроении 
................................ 327 
3.6.4.1. Общие понятия и определения ....................................................... 327 
3.6.4.2. Виды контроля зубчатых передач .................................................. 332 
3.6.4.3. Контроль отдельных показателей точности 
.................................. 333 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
....................................................................................... 341 
 
6 
 

ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ 
ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ 
Проектирование технологических процессов изготовления деталей машин 
имеет целью установить наиболее рациональный и экономичный способ обработки. В основу разработки техпроцессов положены два принципа: технический 
и экономический. В соответствии с техническим принципом проектируемый 
техпроцесс должен полностью обеспечить выполнение всех требований рабочего 
чертежа и технических условий на изготовление данного изделия. В соответствии с экономическим принципом изготовление изделия должно вестись с минимальными затратами труда и издержками производства. Технологический 
процесс изготовления изделия должен выполняться с наиболее полным использованием технических возможностей средств производства, при наименьших затратах времени и наименьшей себестоимости изделия. 
По объекту и условиям разработки технологические процессы подразделяют на единичные и типовые. Единичные разрабатывают на изделия одного 
наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства, 
типовые - на группу изделий с общими конструктивными признаками. Применяемые в промышленности групповые технологические процессы разрабатывают на конструктивно и технологически сходные изделия. 
При проектировании новых и реконструкции существующих заводов разработанные технологические процессы являются основой проекта. Они определяют потребное оборудование, производственные площади и энергетику цеха, 
его транспортные средства, рабочую силу, необходимые основные и вспомогательные материалы. От качества технологических разработок в значительной 
степени зависят технико-экономические показатели работы завода. 
1.1. Исходные данные для проектирования 
технологических процессов 
Основой для проектирования технологических процессов являются: подетальная производственная программа, составленная на основе общей производственной программы завода, рабочие чертежи машин и технические условия 
на их изготовление. 
На рабочих чертежах должны быть указаны: 
а)вид заготовки; 
б)материал и его марка; 
в)обрабатываемые поверхности; 
г)обозначение шероховатости после обработки; 
д)допуски на неточность обработки; 
е)вид термической обработки. 
7

В технических условиях на изготовление и сдачу изделий определяются 
требования, предъявляемые к изделию и его деталям. В зависимости от этого 
выбирается метод их обработки. 
Проектирование технологического процесса механической обработки деталей включает решение следующих основных задач: 
1)установление типа производства и организационной формы выполнения технологического процесса; 
2)определение величины партии деталей, запускаемых в производство 
одновременно, для серийного производства и расчет такта выпуска 
деталей для поточного производства; 
3)выбор вида заготовки и определение их размеров; 
4)установление плана и методов механической обработки поверхностей 
деталей с указанием последовательности технологических операций; 
5)выбор типов и определение технических характеристик станочного 
оборудования, приспособлений, режущего и мерительного инструмента, а также определение их количества, потребного для выполнения намеченной обработки; 
6)анализ размеров обрабатываемых поверхностей деталей; 
7)назначение режимов обработки на выбранных станках по каждой операции; 
8)расчет норм времени на обработку по каждой операции; 
9)определение квалификации работы; 
10)оценка технико-экономической эффективности спроектированного 
технологического процесса; 
11)оформление документации технологического процесса. 
Для серийного и массового производства технологические процессы изготовления деталей разрабатываются подробно, с освещением всех указанных 
факторов и составлением технологических карт, в которых фиксируются необходимые сведения для решения вышеперечисленных задача. 
В единичном производстве технологические процессы подробно не разрабатываются, здесь составляется только схематический план процесса обработки - 
маршрут с указанием последовательности операций, оборудования, приспособлений, инструмента и приближенного суммарного времени, потребного на обработку. 
1.2. Выбор метода получения заготовки 
Конструктор устанавливает материал заготовки и его марку по имеющимся 
стандартам. Он также назначает необходимую термическую обработку. На основе этих данных технолог выбирает конкретный метод получения заготовки. Выбор метода определяется: 
1)технологической характеристикой материала заготовки, т. е. его литейными свойствами и способностью претерпевать пластические деформации при обработке давлением, а также структурными изменениями материала заготовки, получаемыми в результате того или иного 
8 
 

метода выполнения заготовки (расположение волокон в поковке, величина зерен в отливках и пр.); 
2)конструктивными формами и размерами заготовки; 
3)требуемой точностью выполнения заготовки, шероховатостью и качеством ее поверхностей; 
4)программой выпуска и заданными сроками выполнения этой программы. 
Заготовками для изготовления деталей машин могут служить: 
1)отливки чугунные, стальные, из цветных металлов, из пластмасс; 
2)поковки и штамповки; 
3)прокат стали и цветных металлов. 
Выбор заготовки зависит от формы детали, ее назначения, условий работы 
и т. д. 
Фасонные детали, не подвергающиеся ударным нагрузкам, действию растяжения и изгиба, изготавливаются обычно из чугунных отливок; для фасонных 
деталей, работающих в тяжелых условиях и испытывающих большие напряжения, применяют стальные отливки. Из чугуна отливают станины, рамы, плиты, 
коробки, фланцы и т. д. 
Заготовки в виде поковок применяются для деталей, работающих преимущественно на изгиб, растяжение, кручение и имеющих в разных своих частях 
значительную разницу в поперечных сечениях. 
Заготовки, полученные свободной ковкой, применяют преимущественно 
для крупных деталей, а в единичном и мелкосерийном производстве - для мелких деталей. 
Заготовки в виде поковок, получаемые ковкой в штампах, имеют более однородную структуру металла, благодаря чему деталь получается более прочной. Штамповкой получаются размеры, наиболее близкие к окончательным, 
лучше используется металл и уменьшается его расход. Процесс изготовления 
штамповок по сравнению с ковкой происходит быстрее и требует менее квалифицированной рабочей силы. Себестоимость штампованных заготовок меньше, 
чем кованных. 
Штампованные поковки могут применяться в том случае, если по производственной программе их требуется значительное количество,  т. к. для изготовления таких заготовок необходимы дорогостоящие штампы, себестоимость 
которых в этом случае раскладывается на большое количество заготовок. 
Заготовки из проката применяются для деталей, по конфигурации приближающихся к какому - либо виду проката. Изготавливаемые из проката детали, 
за исключением валов, имеют сравнительно небольшие размеры. 
Правильно решить вопрос о выборе заготовок можно только в результате 
технико-экономических расчетов путем сопоставления вариантов себестоимости готовой детали при том или другом виде заготовки. Структура формулы себестоимости имеет вид 
§ 

˜

¸
¹
·
¨
©
§ 

 
100
1
100
100
1
.
обр
обр
заг
заг
дет
z
З
N
Е
z
З
Ga
С
, 
·
¨
¨
©
¸
¸
¹
9 
 

где  
G - масса детали; 
а - стоимость 1 кг металла; 
заг
З
, 
обр
З
 - заработная плата рабочих в заготовительном и механическом цехах; 
заг
z
, обр
z
 - накладные расходы в заготовительном и механическом цехах; 
Е - стоимость оснастки; 
N - количество деталей, изготавливаемых на этой оснастке. 
Метод получения заготовки следует окончательно выбирать на основе 
экономических расчетов себестоимости выполнения заготовительных процессов и процессов обработки резанием. Например, с увеличением допуска на размер заготовки себестоимость ее изготовления снижается, но увеличивается себестоимость механической обработки (рис. 1.1). 
Рис. 1.1. Сравнение себестоимости изготовления детали  
в зависимости от метода получения заготовки:  
О – себестоимость получения заготовки; 1, 2, 3 – себестоимость выполнения 
черновой, чистовой и отделочной механической обработки 
При литье заготовок или пластическом деформировании предварительно 
устанавливают припуски на обработку, допуски на размеры обрабатываемых 
и необрабатываемых поверхностей, базовые поверхности для первой механической обработки и требования, предъявляемые к ним, термическую обработку 
заготовок и требования к структуре и твердости материала. 
1.3. Установление маршрута обработки отдельных поверхностей 
Знать маршрут обработки отдельных поверхностей необходимо для последующего расчета промежуточных и общих припусков на обработку, а также 
промежуточных размеров заготовки по технологическим переходам обработки. 
Маршрут обработки устанавливают исходя из требований рабочего чертежа детали и принятой заготовки. По заданному квалитету точности и шероховатости 
поверхности с учетом размера, массы и формы детали выбирают один или несколько возможных методов окончательной обработки. Эта задача решается 
10