Технологическая оснастка

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ 

ОСНАСТКА

С.А. БЕРБЕРОВ
М.А. ТАМАРКИН
Г.А. ПРОКОПЕЦ
В.А. ЛЕБЕДЕВ

Москва
ИНФРА-М

2022

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано Межрегиональным учебно-методическим советом 

профессионального образования в качестве учебного пособия 

для учебных заведений, реализующих программу 

среднего профессионального образования по специальности 

15.02.08 «Технология машиностроения» (протокол № 5 от 19.05.2021)

УДК 621.715.4(075.32)
ББК 30.605я723
 
Б48

Р е ц е н з е н т ы:

А.И. Козлов, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии 

машиностроения Липецкого государственного технического университета;

А.Н. Исаев, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры металлорежу
щих станков и инструментов Донского государственного технического университета

ISBN 978-5-16-015485-5 (print)
ISBN 978-5-16-106540-2 (online)

Берберов С.А.

Б48 
 
 Технологическая оснастка : учебное пособие / С.А. Берберов, М.А. Тамаркин, 

Г.А. Прокопец, В.А. Лебедев. — Москва : ИНФРА-М, 2022. — 271 с. — (Среднее 
профессио нальное образование). — DOI 10.12737/1037188.

ISBN 978-5-16-015485-5 (print)
ISBN 978-5-16-106540-2 (online)
Представлены общие сведения о приспособлениях, их классификации 

и структуре; теоретические основы базирования с учетом специфики выбора 
схем базирования при выборе технологических баз; конструкции основных 
элемен тов станочных приспособлений, методика их точностных и силовых 
расчетов приспособлений; особенности конструкции приспособлений для различных технологических систем механической обработки, в том числе с ЧПУ; 
особенности контрольно-измерительных приспособлений; отдельные вопросы 
механизации, автоматизации, унификации и стандартизации приспособлений; 
методика проектирования специальных приспособлений. Особое внимание 
уделено учебно-методическому обеспечению практической подготовки специалистов.

Соответствует требованиям федеральных государственных образователь
ных стандартов среднего профессио нального образования последнего поколения.

Предназначено для студентов учреждений среднего профессио нального об
разования, обучающихся по специальности 15.02.08 «Технология машиностроения».

УДК 621.715.4(075.32)

ББК 30.605я723

© Берберов С.А., Тамаркин М.А.,

Прокопец Г.А., Лебедев В.А., 2021

Список сокращений

АБП — агрегатированные быстропереналаживаемые приспособления
ИГ — измерительная головка
КИП — контрольно-измерительные приспособ ления
КРБ — конструкторская размерная база
РЦ — размерная цепь
СБП — специализированные безналадочные приспособ ления
СЕ — сборочная единица
СМЗСП — средства механизации зажима станочных приспособлений
СНП — специализированные наладочные приспособ ления
СОТС — смазочно-охлаждающая технологическая среда
СП — специальные приспособ ления
СРП — сборно-разборные приспособ ления
СТО — средства технологического оснащения
ТБ — технологическая база
ТЗ — техническое задание
ТПП — технологическая подготовка производства
ТС — технологическая система
УБП — универсально-безналадочные приспособ ления
УНП — универсально-наладочные приспособ ления
УП — универсальные приспособ ления
УСП — универсально-сборные приспособ ления
НСП — неразборные специальные приспособ ления
УЭ — установочные элемен ты
ЧПУ — числовое программное управление

Введение

Технологическая оснастка — средства технологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса — технологической операции. Под оптимальной технологической оснащенностью понимается такая оснащенность, при которой достигается 
максимальная эффективность производства изделия при обязательном получении требуемого количества продукции заданного 
качества за установленный промежуток времени с учетом комплекса условий, связанных с технологическими и организационными возможностями производственных фондов и рабочей силы.
Станочные приспособ ления, применяемые для установки и закрепления деталей при механообработке, составляют наиболее 
значительную долю (в зависимости от специфики производства — 
50–90%) технологической оснастки в машиностроительном производстве. Достаточно частая смена объектов производства требует создания прогрессивных методов разработки конструкций 
и систем приспособ лений, рацио нальных и надежных методов 
их расчета, проектирования и изготовления, обеспечивающих неуклонное сокращение сроков технологической подготовки производства. Ряд принципиально новых требований, предъявляемых 
к приспособ лениям, определен широким распространением весьма 
разнообразного парка станков с числовым программным управлением (ЧПУ).
Учебное пособие предназначено для обеспечения учебной дисциплины «Технологическая оснастка», которая является неотъемлемой частью программы подготовки специалистов среднего 
звена в соответствии с ФГОС СПО по специальности 15.02.08 
«Технология машиностроения». При определении структуры и содержания учебного пособия в качестве базовых приняты рабочие 
программы Авиационного колледжа Донского государственного 
технического университета (утверждена в 2017 г.), колледжа Политехнического института (филиал Донского государственного 
технического университета в г. Таганроге) и программа среднего 
профессио нального образования Саратовского государственного 
технического университета им. Гагарина Ю.А. В соответствии 
с ФГОС 15.02.08 данное издание призвано обеспечивать формирование в определенной степени ряда компетенций, предусмотренных 
ФГОС. При этом должны быть сформированы соответствующие 

знания, умения и навыки, в том числе после изучения дисциплины 
студент должен:
знать
 
– назначение и область использования технологической 
оснастки;
 
– основные требования к технологическому оснащению станочных операций и операций технического контроля;
 
– обобщенную структуру технологической оснастки;
 
– методику проектирования станочных и контрольных 
приспособ лений;
 
– принципы выбора технологических баз на основе теории базирования;
 
– методику расчета исполнительных размеров привода;
 
– методику разработки компоновки приспособ ления и построения сборочного чертежа приспособ ления;
 
– особенности технологической оснастки для станков с ЧПУ;
 
– основные направления механизации и автоматизации технологической оснастки;
уметь
 
– продемонстрировать возможности применения технологической оснастки в современном производстве как фактор повышения качества изготавливаемой продукции и снижения 
ее себестоимости;
 
– выбрать систему приспособ ления;
 
– выбрать технологические базы с учетом принципа совмещения баз;
 
– произвести расчет приспособ ления на точность;
 
– рассчитать требуемую силу закрепления заготовки 
в приспособ лении и исполнительные размеры привода;
 
– разработать компоновку приспособ ления и выполнить сборочный чертеж приспособ ления;
владеть
 
– навыками работы с нормативной и справочной технической 
документацией (ГОСТами, ОСТами, РД и др.), необходимой 
для эффективного выполнения профессио нальных задач 
проектирования технологической оснастки;
 
– навыками выбора типовых компоновок приспособ лений;
 
– опытом проведения анализа конструкции приспособ ления 
на точность получаемого или контролируемого размера;
 
– опытом построения теоретической схемы базирования 
при выборе технологических баз;

– навыком выбора необходимых установочных элемен тов 
и элемен тов для направления и определения положения инструмента, расчета необходимого усилия закрепления деталей, 
выбора и его обоснования для силовых приводов оснастки и др.
Основными дидактическими задачами, решаемыми в данном 
учебнике, являются следующие:
 
• обеспечение усвоения понятий теории базирования; методики 
проектирования станочных приспособ лений; алгоритмов точностных расчетов и т.п.;
 
• формирований умения применять теоретические положения 
при чтении чертежа приспособ ления с определением его 
функцио нальных и точностных характеристик, а также при проектировании несложных станочных приспособ лений;
 
• формирование информационного массива, необходимого 
для оптимизации конструкторских работ при проектировании 
приспособ ления, в том числе с использованием унификации 
и стандартизации и др.
Для формирования вышеуказанных компетенций в процессе 
изучения курса в учебном пособии в структурно-логической, методологической последовательности излагаются:
 
• общие сведения о приспособ лениях, их классификации и структуре;
 
• теоретические основы базирования с учетом специфики выбора 
схем базирования при выборе технологических баз;
 
• информация о конструкции основных элементов (в том числе 
узлов) станочных приспособ лений, методике точностных и силовых расчетов приспособ лений;
 
• особенности конструкции приспособ лений для различных технологических систем механической обработки, в том числе 
с ЧПУ;
 
• отдельные вопросы механизации, автоматизации, унификации 
и стандартизации приспособ лений;
 
• методика проектирования специальных приспособ лений.
Особое место в пособии уделено контрольно-измерительным 
приспособ лениям. Каждая глава заканчивается списком вопросов 
для самоконтроля. Завершает учебное пособие учебно-методический практикум по дисциплине «Технологическая оснастка».
Для мотивации и повышения интереса к изучению дисциплины 
перед изложением материала необходимо указать, что приобретаемые в процессе изучения дисциплины знания понадобятся при выполнении дипломного проекта, а также в процессе выполнения выпускником своих профессио нальных обязанностей в дальнейшей 
трудовой деятельности.

Глава 1. 
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРИСПОСОБ ЛЕНИЯХ

В данной главе рассмотрены понятия технологической оснастки 
и приспособ ления, их назначение и влияние конструкции на трудоемкость 
технологической операции, приведена классификация приспособ лений 
по трем классификационным признакам. Глава обеспечивает адекватное 
и осознанное формирование компетенций, а также содержит мотивационные элемен ты для углубленного изучения материала дисциплины.

К технологической оснастке в машиностроении относят все 
средства технологического оснащения, которые дополняют технологическое оборудование для выполнения технологической 
операции. К ним относят приспособ ления, рабочие, контрольные 
и вспомогательные инструмен ты.
Приспособ лением называют вспомогательное устройство для выполнения станочных, сборочных и контрольных операций, а также 
для захвата, перемещения, изменения положения деталей и узлов. 
Приспособ ления как часть технологической оснастки применяют 
на технологических операциях для решения определенных задач. 
Содержание задач зависит от содержания и структуры технологических операций, для которых проектируются приспособ ления, 
условий и типа производства, технологического оборудования, 
на котором будет эксплуатироваться приспособ ления, от организационно-экономических и технических ограничений и др. Причем 
обыч но использованием станочных приспособ лений для металлорежущих станков, а также контрольных приспособ лений, решаются 
сразу несколько технологических задач.
1. Повышение точности обработки (контроля).
2. Повышение производительности обработки и снижение технологической себестоимости изготовления (контроля) изделия.
3. Расширение технологических возможностей оборудования.
4. Автоматизация производственного процесса.
5. Повышение безопасности работы исполнителя.
6. Облегчение нормирования труда и др.
Кратко рассмотрим сущность некоторых из этих задач.

1.1. ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ

Конструкции изделий все время усложняются, растут требования к точности формы, размеров поверхностей и их взаимного 

расположения, к шероховатости. При этом, учитывая преобладание в настоящее время серийного производства, оборудование 
на производстве используется в основном универсальное, в том 
числе станки с ЧПУ. Соответственно, обеспечение точностных параметров без применения специальной оснастки усложняется. Например, при установке заготовок на станках без выверки применение приспособ лений устраняет выверку обрабатываемой детали 
на станке, выполняемую, как правило, при помощи универсальных 
измерительных средств (контрольных инструмен тов, приспособлений) и вспомогательного оборудования. В этом случае обеспечивается возможность автоматического получения точности размеров, 
что повышает точность обработки за счет устранения погрешностей, 
связанных с разметкой и выверкой. Другой пример: использование 
цангового патрона по сравнению с трехкулачковым позволяет повысить точность формы обработанных наружных и внутренних цилиндрических поверхностей нежестких тонкостенных деталей типа 
втулки, что объясняется равномерным распределением давления 
на заготовку со стороны зажимных элемен тов патрона и соответственно меньшей деформацией. Однако при решении любой задачи 
необходимо учитывать наличие технико-экономических ограничений.

1.2. ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОБРАБОТКИ 
И СНИЖЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СЕБЕСТОИМОСТИ 
ИЗГОТОВЛЕНИЯ (КОНТРОЛЯ) ИЗДЕЛИЯ

Трудоемкость (производительность) технологического процесса в равной мере зависит от производительности оборудования 
и от конструкции приспособ ления. Повысить производительность 
труда — значит сократить норму штучного времени на операцию. 
Норму штучно-калькуляционного времени tшт.к определяют по формуле

 
=
+
+
+
+
+
п.з
шт.к
о
в
пер
тех.об
орг.об
,
t
t
t
t
t
t
t
n  
(1.1)

где tо — основное время технологической операции; tв — вспомогательное время; tтех.об — время технического обслуживания рабочего 
места; tорг.об — время организационного обслуживания; tпер — время 
регламентированных перерывов и перерывов на личные потреб

ности; tп.з — подготовительно-заключительное время; n — количество обрабатываемых деталей в партии.
Основное время технологической операции tо можно сократить 
несколькими способами:
 
• увеличением числа одновременно работающих инструмен тов 
(при одновременной работе нескольких инструмен тов количество переходов в операции уменьшается и время на обработку 
детали резко сокращается), для этого проектируют многошпиндельные сверлильные и фрезерные головки, многорезцовые державки для револьверных станков на несколько инструмен тов 
и др.;
 
• одновременной обработкой нескольких деталей, для этого проектируются многоместные приспособ ления или приспособления для установки деталей пакетами;
 
• интенсификацией режимов резания. Проектирование приспособлений, повышающих жесткость технологической системы, позволяет повысить режимы резания и, например, применить многоинструментную обработку.
Вспомогательное время tв можно сократить, уменьшив время 
на установку и закрепление деталей или совместив вспомогательное и основное время. При использовании приспособ лений 
рабочий может не проверять положение деталей при установке, 
например, при установке заготовок на станках без выверки применение приспособ лений избавляет от необходимости выполнения 
дорогостоящей и трудоемкой операции разметки, выверки обрабатываемой детали на станке. Для сокращения времени закрепления 
детали конструкторы проектируют быстродействующие ручные, механизированные, автоматизированные и многократные зажимные 
устройства, поворотные приспособ ления, автоматические загрузочные устройства, выталкиватели и др. Проектируя поворотные 
многопозиционные, многоместные или непрерывно действующие 
приспособ ления, учитывают, что установка и снятие, закрепление 
и открепление деталей будут выполняться во время работы станка, 
таким образом, время, затрачиваемое на эти приемы, совмещается 
с основным временем (перекрываемое время).
Оперативное время (tоп = tо + tв) можно уменьшить, применив 
приспособ ления, повышающие степень концентрации операций 
механической обработки. Приспособ ления расширяют возможности интенсификации технологических процессов, используя 
параллельные и параллельно-последовательные схемы обработки 
поверхностей.

Время технического обслуживания рабочего места tтех.об сокращают, используя быстросменные патроны, многорезцовые державки, в которых наладка осуществляется вне станка на специальных приспособ лениях, шаблоны для установки инструмен тов 
на размер и др.
Время организационного обслуживания tорг.об можно уменьшить при создании в приспособ лениях окон и лотков для отвода 
стружки, устройств для автоматической очистки от стружки и ее 
транспортирования и др.
Время регламентированных перерывов tпер сокращается за счет 
применения приспособ лений, облегчающих труд рабочих, снижающих его монотонность и физическую нагруженность.
Подготовительно-заключительное время tп.з уменьшается за счет 
тех же мероприятий, что и tтех.об, а также создания приспособ лений, 
обеспечивающих точную и быструю установку их на станке без выверки, допускающих быструю переналадку приспособ лений на обработку разных деталей и т.п.
Технологическая себестоимость изделия напрямую зависит 
от трудоемкости изготовления изделия, и уменьшение трудоемкости является одним из путей ее снижения.

1.3. РАСШИРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ 
ОБОРУДОВАНИЯ

Предприятия серийного производства оснащены в основном 
универсальными металлорежущими станками. Каждый станок 
предназначен для выполнения какой-то определенной работы 
с заданной точностью. Для таких станков могут применяться специальные приспособ ления, расширяющие технологические возможности оборудования. С их помощью на станке выполняют работу, для осуществления которой необходим станок совершенно 
иного типа. Например, с использованием специальных приспособлений обработку шлифованием, протягиванием и фрезерованием 
можно производить на токарном станке, растачивание и долбление — на фрезерном, растачивание точных отверстий — на сверлильном и др.
Приспособ ления, расширяющие технологические возможности 
оборудования, позволяют осуществить:
 
• крепление инструмен тов, редко используемых при работе 
на станке;
 
• дополнительные взаимные перемещения инструмента и обрабатываемой детали;