Основы технологии машиностроения

ОСНОВЫ 
ТЕХНОЛОГИИ 
МАШИНОСТРОЕНИЯ

Москва
ИНФРА-М
2023

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

И.В. ШРУБЧЕНКО
Т.А. ДУЮН
А.В. ХУРТАСЕНКО
М.Н. ВОРОНКОВА

УДК 621(075.8)
ББК 34.5я73
 
Ш86

Шрубченко И.В. 
Ш86  
Основы технологии машиностроения : учебное пособие / И.В. Шрубченко, Т.А. Дуюн, А.В. Хуртасенко, М.Н. Воронкова. — Москва : 
ИНФРА-М, 2023. — 271 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — 
DOI 10.12737/1874272.

ISBN 978-5-16-017776-2 (print)
ISBN 978-5-16-110678-5 (online)
В учебном пособии приводятся сведения из теории базирования и размерных цепей; рассматриваются характеристики качества и показатели 
технологичности изделий, а также принципы организации групповой обработки и особенности проектирования технологии для станков с числовым программным управлением.
Соответствует федеральным государственным образовательным стандартам высшего образования последнего поколения.
Предназначено для студентов бакалавриата, обучающихся по направлениям подготовки 15.03.01 «Машиностроение», 15.03.05 «Конструкторскотехнологическое обеспечение машиностроительных производств», для 
специалистов по специальности 15.05.01 «Проектирование технологических машин и комплексов», изучающих дисциплины «Основы технологии 
машиностроения», «Технология машиностроения», а также для выполнения курсовых и квалификационных работ по технологии машиностроения. 

УДК 621(075.8)
ББК 34.5я73

Р е ц е н з е н т ы:
Тимирязев В.А., доктор технических наук, профессор Московского 
государственного технического университета «СТАНКИН»;
Пелипенко Н.А., доктор технических наук, профессор, генеральный 
директор ООО ТПК «Электромашина»

ISBN 978-5-16-017776-2 (print)
ISBN 978-5-16-110678-5 (online)

© Шрубченко И.В., Дуюн Т.А., 
Хуртасенко А.В., Воронкова М.Н., 
2005, 2022

ВВЕДЕНИЕ

Технологией 
машиностроения 
называют 
область 
науки, 
занимающуюся изучением закономерностей, действующих в процессе 
производства изделий, с целью использования этих закономерностей для 
обеспечения требуемого качества изделий и наименьшей их себестоимости. 
Под 
«технологией 
машиностроения» 
принято 
понимать 
научную 
дисциплину, 
изучающую 
преимущественно 
процессы 
механической 
обработки деталей и сборки изделий (машин) и попутно затрагивающую 
вопросы 
выбора 
и 
изготовления 
заготовок, 
а 
также 
вопросы 
проектирования и использования средств технологического оснащения. 
Самостоятельное 
значение 
в 
машиностроении 
имеют 
технологии 
литейного, кузнечно-прессового, сварочного 
и других производств, 
изучение которых осуществляется в соответствующих курсах.

Начало 
изучения 
технологических 
процессов, 
связанных 
с 
механической обработкой заготовок деталей, относится к началу XIX в. В 
1807 г. академик В.М. Севергин сформулировал основные положения о 
технологии процессов; а в 1817 г. профессор Московского университета 
И.В. Двигубский издал книгу «Начальные основания технологии как 
краткое описание работ на заводах и фабриках производимых». Первым 
капитальным трудом по технологии металлообработки следует считать 
трехтомник профессора И.И. Тиме «Основы машиностроения. Организация 
машиностроительных 
фабрик в технологическом 
и 
экономическом 
отношении и производства в них работ», изданный в 1885 г.

Несмотря 
на отдельные 
выдающиеся 
достижения, 
технология 
машиностроения до 30-х годов прошлого столетия развивалась медленно. 
Отдельные успехи отрасли печатались в периодической литературе, 
главным образом в США.

В 1946 г. профессор А.П. Соколовский отмечал, что «... технология 
обработки деталей машин до сих пор является искусством, а не наукой. 
Еще недавно это искусство находилось почти целиком в руках мастеров и 
рабочих». Руководители предприятий не вникали в ее тонкости, а на 
заводах не было технологических служб.

Огромный импульс в развитии данная наука получила в период 
индустриализации бывшего СССР, и особенно в предвоенное время. 
Прогресс 
различных 
отраслей 
машиностроительного 
производства 
сопровождался быстрым развитием учения о технологии машиностроения. 
Оно стало пополняться результатами теоретических и экспериментальных 
исследований и постепенно сформировалось в научную дисциплину. 
Созданию и дальнейшему развитию этой дисциплины способствовали 
труды Н.А. Бородачева, А.И. Яхина, Ф.С. Демьянюка, А.И. Каширина, 
В.М. 
Кована, 
Э.А. 
Сателя, 
А.П. 
Соколовского, 
Б.С. 
Балакшина,

3

М.Е. Егорова, А.А. Маталина, С.П. Митрофанова, С.А. Картавова, 
М.П. Новикова, В.С. Корсакова и других видных советских ученых, а также 
коллективов 
многих 
научно-исследовательских 
и 
проектнотехнологических институтов и передовых предприятий 
отраслевого 
машиностроения.

В своем развитии технология машиностроения в течение немногих лет 
прошла путь от простой систематизации производственного опыта 
механической обработки деталей и сборки машин до создания научно 
обоснованных 
положений, 
разработанных 
на 
базе 
теоретических 
исследований и научно проведенных экспериментов с использованием 
аппарата и достижений фундаментальных наук: математики, физики, 
кибернетики, электроники, металлофизики и пр.

Дальнейшее развитие технологии машиностроения предполагается на 
базе автоматизации технологических процессов, перехода к методам 
«безлюдной 
технологии», 
с 
управлением 
процессами 
от 
ЭВМ, 
повсеместным внедрением автоматики и робототехники, а также более 
широком внедрении принципиально новых технологий, таких, как 
лазерная, плазменная, с использованием сверхвысоких давлений и др.

Постепенно 
формируется 
очередной 
научный 
этап 
развития 
технологии 
машиностроения, 
объединяющий 
технологическое 
проектирование, изготовление и эксплуатацию изделий с разработкой 
научньщ основ по системному созданию новых технологических методов 
обработки, позволяющих обеспечить необходимые эксплуатационные 
свойства деталей машин, а также в разработке модульного принципа 
проектирования технологических процессов.

Технология машиностроения является профилирующей дисциплиной 
многих машиностроительных специальностей и определяет уровень 
профессиональной подготовки инженеров в этой области. Она излагается в 
следующих самостоятельных, но тесно взаимосвязанных между собой 
разделах:

-  
основы технологии машиностроения;

-  
методы обработки и покрытий поверхностей деталей машин;

-  
технология обработки типовых деталей;

-  
технология сборки;

-  
технология ремонта машин и механизмов.

Ее дополняют дисциплины: оптимизация технологических процессов;

основы технологии гибких производственных систем; автоматизация 
производственных процессов, проектирование технологической оснастки и 
ДР- 
.

В учебнике сокращенно излагаются общепризнанные положения 
теории, представляющие основы технологии машиностроения, технологии

4

обработки типовых деталей и сборки, а также обработки крупногабаритных 
деталей с использованием приставных станков и пр. При его составлении 
использованы материалы учебников и монографий, ставших классикой; 
«Основы технологии машиностроения» 
под ред. В.С. Корсакова, 
«Технология машиностроения» под ред. А.А.Маталина, «Технология 
машиностроения» 
под 
ред. 
И.Е. 
Егорова, 
«Основы 
технологии 
машиностроения» 
Б.С. 
Балакшина, 
«Групповая 
технология 
машиностроительного производства» С.П. Митрофанова, «Технология 
машиностроения» А.А. Гусева, Е.Р. Ковальчука, И.М. Колесова, «Научные 
основы технологии машиностроения» А.Г. Суслова, А.М. Дальского, ... . а 
также известные работы других авторов и многолетний опыт преподавания 
этой 
дисциплины 
на 
кафедре 
«Технология 
машиностроения» 
Белгородского 
государственного 
технологического 
университета 
им. В.Г. Шухова.

5

1. ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СТАНДАРТЫ

В своей деятельности машиностроители пользуются большим числом 
специфических терминов и определений. В процессе развития технологических дисциплин они уточнялись и корректировались. Весь комплекс работ по технологической подготовке производства регламентируется Государственным стандартом Российской Федерации ГОСТ Р 50995.3.1-96 
«Технологическое обеспечение создания продукции. Технологическая подготовка производства», действующего совместно с ГОСТ Р 50995.0.1-96 и 
включающего 
положения 
стандартов: 
ГОСТ 
2.103-68 
(ЕСКД)

«Стадии разработки»; ГОСТ 3.1102-81 (ЕСТД) «Стадии разработки и виды 
документов»; ГОСТ Р 15000-94 «Системы разработки и постановки продукции на производство. Основные положения»; ГОСТ Р ИСО 9001-96, 
ГОСТ Р ИСО 9002-96 и ГОСТ Р ИСО 9003—96 «Системы качества», а также Р-50-54—94-88 «Правила организации и управления процессом ТПП» и 
Р 50-297-90 «Технологическая подготовка производства. Основные положения».

Для успешного изучения курса «Технология машиностроения» ниже 
приводится минимум конструкторских и технологических понятий и терминов, твердое знание которых для студента совершенно необходимо.

И з д е л и е -  любой предмет или набор предметов производства, 
подлежащих изготовлению на предприятии. Изделие — единица промышленной продукции, количество которой может исчисляться в штуках или 
экземплярах. Таким образом, изделием называют все, что может изготавливаться на предприятиях и характеризоваться дискретной величиной. К изделиям соответствующих предприятий относят, например, булавку, чайник, 
подъемный кран, подводную лодку и т.д. На практике иногда количество 
изделий выражают непрерывной величиной, например, килограмм (но может быть и полкилограмма) гвоздей, винтов, заклепок и т.д. К изделиям не 
относят всю непромышленную продукцию, включая штучную (например, 
туши, шкуры и др.), а также промышленную нештучную (например, сырье, 
химикаты и пр.).

Д е т а л ь -  изделие, изготовленное из однородного по наименованию 
и марке материала, без применения сборочных операций. Примерами деталей являются: шплинт, гайка, литой или штампованный корпус и т.п. У каждой детали, участвующей в сборке, имеются сопрягающиеся не сопрягающиеся поверхности. Те и другие могут быть функциональными (исполнительными или рабочими), например, эвольвентные поверхности зубчатых колес, посадочные поверхности шейки вала и отверстия ступицы, поверхность турбинной лопатки, соприкасающаяся с водой или с рабочим 
паром и т.п. Несопрягаемые и нефункциональные поверхности называют 
свободными. Они участвуют лишь в оформлении конфигурации детали и

6

могут обрабатываться с пониженной точностью или не обрабатываться совсем.

С б о р о ч н а я  
е д и н и ц а -  изделие, составные части которого 
подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями (например, сваркой, клепкой, напрессовкой и др.). Сборочными единицами токарного станка являются коробка скоростей, суппорт, задняя бабка, шпиндельный узел и др. Они могут быть собраны независимо друг от друга и затем поступать на общую сборку станка. Такие 
сборочные единицы в технологии машиностроения называют узлами. В 
общем случае сборочная единица (узел) — это разъемное или неразъемное 
соединение, которое может состоять из деталей.

П р о и з в о д с т в е н н ы й  
п р о ц е с с  
представляет собой совокупность взаимосвязанных действий людей и орудий производства, в 
результате которых исходные материалы или полуфабрикаты превращаются в готовые изделия, соответствующие своему служебному назначению. 
Он охватывает техническую подготовку производства; организацию обслуживания рабочих мест; получение, хранение и транспортировку материалов, полуфабрикатов, заготовок, готовых изделий и их элементов; изготовление деталей, сборку узлов и изделий, технический контроль на всех 
стадиях производства; разборку (если необходимо), упаковку и другие действия, связанные с изготовлением выпускаемых изделий. В производственном процессе участвует весь коллектив предприятия: сторож, снабженец, 
рабочий, мастер, технолог, контролер и другие, а также все службы предприятия.

Т е х н о л о г и ч е с к а я  
п о д г о т о в к а  
п р о и з в о д с т в а  
(ТПП), под которой понимаются следующие взаимосвязанные этапы:

1. Разработка конструкции изделия и оформление на него полного 
комплекта чертежей, спецификаций и других документов согласно 
требованию ЕСКД -  к о н с т р у к т о р с к а я  п о д г о т о в к а  
п р о и з в о д с т в а  (к выпуску нового изделия).

2. Обработка изделия на технологичность, проектирование всех технологических процессов изготовления и сборки, а также проектирование и изготовление средств технологического оснащения (приспособлений, инструмента и пр.) -  т е х н о л о г и ч е с к а я  п о д г о т о в к а  п р о и з в о д с т в а  (к запуску нового изделия на предприятии).

3. Календарное планирование производственного процесса изготовления изделия в установленные сроки в необходимых объемах выпуска и затратах (т.е. о р г а н и з а ц и о н н о - э к о н о м и ч е с к а я  
ч а с т ь  ТПП).

7

Ответственной и трудоемкой частью ТПП является технологическое 
проектирование, которое занимает 30-60% времени от общей трудоемкости 
технологической подготовки.

Т е х н о л о г и ч е с к и й  п р о ц е с с  -  это часть производственного 
процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) 
определению состояния предмета труда. В машиностроении различают 
технологические процессы изготовления исходных заготовок (литье, ковка, 
сварка и др.), их термообработки, механической (или другой) обработки, 
покрытий, сборки узлов и изделий, контроля и пр.

В общем случае технологический процесс -  это часть производственного процесса, включающая в себя последовательное изменение размеров, 
формы, внешнего вида или внутренних свойств предмета производства и их 
контроль. Технологический процесс механической обработки предусматривает последовательное изменение состояния исходной заготовки: ее геометрических форм, размеров и качества поверхностей до получения готовой детали (изделия), соответствующей предъявляемым к ней требованиям.

Технологические процессы выполняют на рабочих местах.
Р а б о ч е е  м е с т о  -  элементарная единица структуры предприятия, 
где размещаются исполнители работы, обслуживаемое ими технологическое оборудование, часть конвейера, на ограниченное время оснастка и 
предметы труда.

В технической литературе рабочее место — это участок производственной площади, оборудованной в соответствии с выполняемой на нем работой, которую могут делать один или одновременно несколько рабочих. 
Здесь размещают технологическое оборудование, инструмент, приспособления, подъемно-транспортное оборудование, стеллажи для хранения заготовок, деталей или сборочных единиц. Например, рабочее место токаря 
оборудуют соответствующим токарным станком, шкафом для хранения 
режущего, контрольно-измерительного и прочего инструмента и приспособлений. 
.

Т е х н о л о г и ч е с к а я  о п е р а ц и я  -  это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. В условиях 
механосборочного производства технологическая операция -  это часть технологического процесса, выполняемая непрерывно на одном рабочем месте, над одним или несколькими одновременно обрабатываемыми или собираемыми изделиями одним или несколькими рабочими. Операция охватывает все действия оборудования и рабочих, обслуживающих данное рабочее 
место.

Технологическая операция является основной единицей производственного планирования и учета. На основе операций определяют трудоемкость изготовления изделий, устанавливают нормы времени и расценки, 
рассчитывают требуемое количество рабочих, оборудования, приспособле8

ний и инструментов; определяют себестоимость обработки; производят 
календарное планирование производства и осуществляют контроль качества и сроков выполнения работ. Время и себестоимость служат критерием 
целесообразности построения технологической операции в условиях заданной производственной программы.

П р и м е р .  Станочная технологическая операция включает все действия рабочего на станке и автоматические действия станка, осуществляемые 
в процессе обработки поверхностей заготовки до момента снятия ее со 
станка и перехода к обработке следующей (установить заготовку, закрепить, включить станок, подвести инструмент, включить самоход, выключить станок, отвести инструмент в исходное положение, раскрепить и снять 
деталь, уложить ее в тару и т.п.).

Операции 
технологических 
процессов делят на основные и 
вспомогательные. К вспомогательным операциям относят: контрольные, транспортные, моечные, маркировочные, упаковочные и прочие, 
выполнение которых не изменяет 
геометрических форм, размеров и 
свойств изделий.

У с т а н о в  — это часть технологической операции, выполняемая 
при неизменном закреплений обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.

П р и м е р .  Схема параллельного фрезерования торцов валика на 
фрезерно-центровальном полуавтомате МР-73 изображена на рис. 1, а. 
Валик закреплен в самоцентрирую- 
щих призмах. Схема одновременного сверления на обоих торцах центровых отверстий (центровка) показана на рис. 1, б. Обработка ведется 
с того же установа, т.е. без переза- 
крепления заготовки. Схемы последовательной центровки торцов того 
же 
валика 
на 
вертикальносверлильном станке приводятся на 
рис. 1, в. После центровки одного 
торца валик переустанавливают (пе
9

резакрепляют) и со второго установа осуществляют центровку другого торца. Дальнейшую токарную обработку валика производят в центрах. С первого установа обтачивают один конец (см. рис. 1, г). Затем поводковый хомут переставляют на обточенный конец. Валик снова устанавливают на 
станок (см. рис. 1, д) и со второго установа обтачивают другой конец. Опе- 
. рация выполняется в два установа.

П о з и ц и я  — фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции. 
Смену позиций называют индексацией.

П р и м е р .  При 
обработке 
на фрезерно-центровальном станке 
МР-73 обработку заготовок осуществляют на двух позициях: I -  фрезерование торцов, II -  их зацентровку (см. рис. 1, а и б).

На шестишпиндельном горизонтальном прутковом автомате модели 
1Б225-6К заготовка (пруток), закрепленная в цанговый патрон, при обработке последовательно занимает шесть различных позиций.

При изготовлении деталей на токарно-револьверном полуавтомате модели 1Н325 револьверная головка с установленными инструментами может 
занимать шесть различных положений (позиций) относительно заготовки и 
т.д.

Т е х н о л о г и ч е с к и й  
п е р е х о д  
-  законченная часть технологической операции, 
характеризуемая 
постоянством 
применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке.

При обработке на металлорежущих 
станках технологический переход представляет собой законченную часть технологической операции, выполняемую над 
одной или несколькими поверхностями 
заготовки, одним или несколькими одновременно работающими инструментами 
без изменения (или при автоматическом 
изменении как, например, у станков с 
ЧПУ) режимов работы станка.

П р и м е р .  Обработка отверстия D, 
осуществляемая в три перехода последовательно: 1 -  сверлением, 2 — зенкерованием 
и 3 -  развертыванием, показана на рис. 2, а.
Схема технологического перехода одно10