Технологическое оборудование

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ

О.И. Аверьянов, И.О. Аверьянова, В.В. Клепиков

Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации
в качестве учебного пособия для студентов образовательных
учреждений среднего профессионального образования

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Москва                                        2022

ИНФРА-М

УДК 621(075.32)
ББК 34.4я723
 
А19

Аверьянов О.И.
А19 
 
Технологическое оборудование : учебное пособие / О.И. Аверьянов, 
О.И. Аверьянова, В.В. Клепиков – Москва : Форум, ИНФРА-М, 2022. – 
240 с. – (Профессиональное образование).

ISBN 5-91134-033-X (ФОРУМ)
ISBN 5-16-002712-2 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-109149-4 (ИНФРА-М, online)

Рассмотрены технологические принципы построения металлорежущего оборудования практически всех широко известных технологических 
групп станков, особенности формирования модификационных компоновок на основе базовых моделей станков в каждой технологической группе. 
Проведен кинематический анализ технологического оборудования; показаны особенности кинематики оборудования с ЧПУ по сравнению с оборудованием универсального исполнения. Приведены примеры трансформации агрегатных станков в переналаживаемые станки за счет расширения 
системы агрегатов принципиально новыми техническими решениями. 
Предназначено для учащихся учреждений начального профессионального образования, осваивающих специальность станочника широкого 
профиля.
УДК 621(075.32)
ББК 34.4я723

Рецензенты:
заведующий кафедрой ТИ-4 МГАПИ, заслуженный деятель
науки и техники РФ, доктор технических наук,
профессор М. М. Аршанский;
ведущий специалист ТУ АМО ЗИЛ, доктор технических наук,
профессор В. Г. Якухин

ISBN 95-91134-033-X (ФОРУМ)
ISBN 5-16-002712-2 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-109149-4 (ИНФРА-М, online)

© Аверьянов О.И., Аверьянова И.О.,
Клепиков В.В., 2007
© ФОРУМ, 2007

Предисловие

В главах, посвященных металлорежущим станкам токарной 
группы, показано, как на основе универсального варианта станка, за счет введения специфических узлов, его можно трансформировать для другого технологического назначения.

В главах, описывающих металлорежущие станки сверлильно-расточной и фрезерной группы, на нескольких моделях рассмотрены только принципиальные особенности их построения, 
освоив которые студент может самостоятельно проанализировать кинематические схемы любого станка этих групп.

Подробно изложены принципы построения металлорежущих 
станков шлифовальной и зубообрабатывающей групп, поскольку, с одной стороны, они усваиваются сложнее, и, с другой стороны, рассмотренные модели находятся в эксплуатации в большинстве производств отечественного машиностроения.

В каждой главе на примерах рассмотрены кинематические 
особенности станков с ЧПУ. Использование в станках тех или 
других систем ЧПУ в учебном пособии не рассматривается, поскольку эта проблема относится к изучению специальных дисциплин. В нашем случае преследуется цель показать, насколько 
видоизменяется кинематика станка с использованием в приводах широкорегулируемых и высокомоментных приводов главного движения и движения подач.

Учебное пособие по дисциплине «Металлорежущие станки» 
изложено в доступной форме, чтобы студенты могли самостоятельно усвоить основные положения и правила построения металлорежущих станков различных технологических групп. Под 
понятием доступной формы изложения настоящего пособия подразумевается отказ авторов от рассмотрения материала с ограниченными сведениями об электроприводах, гидравлических аппаратах и системах числового программного управления (ЧПУ). 
Более полное представление об органах управления станками из

Предисловие

ложено в специальной литературе, перечень которой приведен в 
списке литературы. Основная цель предлагаемого учебного пособия состоит в том, чтобы на основе общности представления о 
структуре формообразующих движений показать трансформацию 
компоновок различных технологических групп станков и развитие этих компоновок внутри каждой группы.

Порядок рассмотрения технологических групп металлорежущих станков отличается от ранее принятого, основанного 
на классификации станков, разработанной на заре становления 
отечественного станкостроения. Так, например, сверлильно-расточные и фрезерные станки рассматриваются в одной группе — 
сверлильно-фрезерно-расточной. Объясняется это теми тенденциями мирового развития станкостроения, которые в течение последних 20—25 лет свидетельствуют о целесообразности объединения перечисленных операций на одном станке.

Каждая технологическая группа металлорежущих станков (например, зубообрабатывающая) содержит большое разнообразие 
станков по применению, компоновкам, размерам, точности изготовления деталей и т. д. Естественно, рассмотрение всевозможных 
вариантов станков в пределах одной технологической группы 
практически невозможно, да и не имеет смысла. Важно показать 
принципиальные особенности построения, например, компоновок 
станков, исходя из сочетания формообразующих технологически 
обоснованных движений, и подсказать студенту, где можно более 
подробно найти описание того или другого варианта станка.

В настоящее время парк металлорежущих станков в машиностроении Российской Федерации в значительной степени 
состоит из станков универсального назначения с ручным управлением всего процесса обработки заготовок. Знание кинематической особенности настройки и управления такими станками является производственной необходимостью многих предприятий и 
фирм. Поэтому в данном учебном пособии этому вопросу уделено 
большое внимание. Причем особенность кинематического анализа станка строится на основе представительной (базовой) модели 
станка, а остальные станки рассматриваются только с позиции 
отличительных особенностей кинематических цепей. Например, 
для токарной группы станков достаточно подробно изучить кинематику станка модели 16К20. Другие варианты станков (затыло- 
вочные, карусельные и др.) сохраняют общие особенности по

Предисловие
5

строения приводов главного движения и движения подач, а их отличительные особенности рассматриваются отдельно.

В настоящем учебном пособии рассматриваются особенности кинематического построения основных узлов (главного привода и приводов подач) металлорежущих станков, а также кинематические схемы наиболее распространенных моделей станков 
различных технологических групп.

В учебном пособии не ставилась задача показать подлинное 
соответствие моделей станков, которые сегодня продаются на 
рынке после проведения многих модернизаций и изменений в 
результате внесения в структуру станка современных технических решений. Задача настоящего пособия состоит в том, чтобы 
студент, начинающий изучать дисциплину «Металлорежущие 
станки», смог бы усвоить принципы технологических приемов за 
счет организации комплекса формообразующих движений в 
станках. Решению такой задачи соответствует и стиль изложения 
материала.

Авторы не претендуют на полноту изложения материалов по современному развитию металлорежущих станков и поэтому будут благодарны любым полезным советам и замечаниям.

Список основных сокращений

АЗС
— автоматическая загрузочная система

АЛ
— автоматическая линия

АС
— агрегатные станки

АСИ
— автоматическая система подачи инструмента

БПФС
— бесконсольные продольно-фрезерные станки

БФС
— бесконсольные фрезерные станки

ВМС
— вертикальные многоцелевые станки

в е с
— вертикально-сверлильные станки

ВСШ
— высокоскоростное шлифование

в ш е
— внутришлифовальные станки

ГАЛ
— гибкая автоматическая линия

ГКС
— гипоидные конические колеса

ГМ С
— горизонтальные многоцелевые станки

гп м
— гибкий производственный модуль

г п е
— гибкая производственная система

ГРС
— горизонтально-расточные станки

д с
зд е
ЗФС

— долбежные станки
— зубодолбежные станки
— зубофрезерные станки

КРС
— координатно-расточные станки

к ш с
— круглошлифовальные станки

КФС
— консольно-фрезерные станки

м с
— многоцелевые станки

МРС
— металлорежущие станки

о т с
— отрезные станки

ПС
— протяжные станки

Список основных сокращений
7

РСС
стс 

твс
ЧПУ
ШИУФС 

шс 

ЭИ 

ээо 

ээсв 

рафионально-сверлильные станки 
строгальные станки 
токарно-винторезные станки 
числовое программное управление 
широкоуниверсальные фрезерные станки 
шлифовальные станки 
электрод-инструмент 
электроэрозионная обработка 
электроэрозионньте станки вырезные

Глава 1
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТАНКАХ

Механическая обработка резанием — обработка, заключающаяся в образовании новых поверхностей слоев материала с образованием стружки.

Полуфабрикат — предмет труда, подлежащий дальнейшей обработке.

Заготовка — предмет труда, из которого изменением формы, 
размеров, свойств поверхности материала изготавливают деталь.

Элементарные поверхности — поверхности, которые образуются копированием внутренних эталонов станка: направляющих 
прямолинейного или вращательного движения; шпинделей с 
точным расположением оси вращения.

Производительность — важнейший показатель станка, характеризующий возможность обработать на нем за определенный 
календарный период заданную номенклатуру и количество закрепленных за станком деталей в соответствии с плановым заданием.

Технологические возможности — возможный диапазон обрабатываемых деталей по их размерам, форме, видам поверхностей, 
типам материалов и полноте приближения полученного продукта 
к готовой детали.

Точность обработки является основным оценочным критерием, наряду с производительностью. Точность характеризует отклонение полученного продукта от идеальных требований в пределах допусков, обусловленных технической документацией.

Переналаживаемость — совокупность всех операций, связанных со сменой приспособлений, режущих инструментов, взаимного расположения узлов, цикла функционирования и управляющих программ или устройств, встроенных контрольных средств и 
других элементов станка для возможности обработки на нем продуктов другого вида, отличающихся формой, размерами или иными параметрами от ранее обработанных.

Глава 1. Основные сведения о станках
9

Гибкость — способ производственной системы адаптироваться к изменению условий функционирования с минимальными 
затратами без потерь производительности или с минимальными 
потерями. Это понятие характерно для автоматизированных 
производств с использованием вычислительной техники различного уровня управления.

Безотказность — время работы станка до возникновения отказа — мелкого дефекта, нарушающего нормальную эксплуатацию машины и требующего для своего устранения не более 
20 мин.

Долговечность — ресурс или срок работы до планового срока 
его капитального ремонта с целью восстановления работоспособности и точности.

Надежность — затраты времени и ресурсов на выполнение 
плановых и неплановых ремонтов.

Экологические требования — комплекс мероприятий, исключающих воздействие на оператора специфических свойств различных материалов, обладающих токсическими свойствами, и 
соответствующими мерами защиты от отходов, образующихся 
при резании.

Основным признаком, определяющим конструкцию станка, 
является главное движение резания — прямолинейное поступательное или вращательное движение заготовки или режущего 
инструмента, происходящее с наибольшей скоростью в процессе
резания.

Движение подачи — прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента или заготовки, скорость которого меньше скорости главного движения.

Число типов станков, применяемых в машиностроении, велико и в характеристику отдельных типов станков входят разнообразные признаки (табл. 1.1).

По т е х н о л о г и ч е с к о м у  п р и з н а к у  станки делят на 
следующие группы:

1 — токарные;
2 — сверлильно-расточные;
3 — шлифовальные;
4 — электрофизические и электрохимические;
5 — зубообрабатывающие;
6 — фрезерные;

Таблица 1.1. Классификация металлорежущих станков

Наименование станков

Труп
па

Тим станка

1
2
3
4
5
6
7
8
9

Токарные
1
Автоматы 
и полуавтоматы

Токарно-револьверные

Карусельные

Токарные 
и лобото- 
карные

Многорезцовые и 
копировальные

Специализированные

Разные

токарные

одношпиндельные

много
шпиндельные

Сверлильные 
и расточные

2
Настол ьно- 
и верти-- 
каль- 
но-свср- 
л ильные

Полуавтоматы:
Коорди
натно-рас
точные

Радиально- 
и координатно-сверлильные

Расточные

Отделочно-расточные

Горизонтально-сверлильные

Разные

сверлильные

одношпин
лсльные

много
шпиндельные

Шлифовальные, полировальные, доводочные, 
заточные

3
Круглош- 
лифоваль- 
ные, бсс- 
центрово- 
шлифо- 
вальпые

Внутришлифовапьные,
коордииатио-шлифо
вальные

Обдирочно-шлифовальные

Специализированные шлифовальные

Продольно-шлифовальные

Заточные
Плоскошлифовальные

Притирочные, полировальные, 
хонинговальные, доводочные

Разные
абразивные

Электрофизические и 
электрохимические

4
Свстолуче
выс

Электрохимические

Электроискровые

Элсктро- 
эрозиоп- 
ные, ультразвуковые 
прошивочные

Анодно-механические

отрезные

Глава 1. Основные сведения о станках