Инжиниринг оборудования и процессов для обработки материалов резанием. Особенности обработки отверстий

Москва  2021

Л.В. Седых

ИНЖИНИРИНГ ОБОРУДОВАНИЯ  
И ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ  
МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ.  
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ

Учебное пособие

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета

№ 4367
МИНИС ТЕРС ТВО НАУКИ И ВЫСШ ЕГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

«МИСиС»

ИНСТИТУТ ЭКОТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИНИРИНГА

Кафедра инжиниринга технологического оборудования

УДК 621.9 
 
С28

Р е ц е н з е н т 

канд. техн. наук, доц., доцент кафедры обработки металлов давлением 

НИТУ «МИСиС» М.Н. Скрипаленко

Седых Л.В.

С28  
Инжиниринг оборудования и процессов для обра
ботки материалов резанием. Особенности обработки 
отверстий : учеб. пособие / Л.В. Седых. – М. : Изд. Дом 
НИТУ «МИСиС», 2018. – 116 с.

ISBN 978-5-907227-46-0

В учебном пособии рассматриваются основные методы обра
ботки отверстий резанием. Приведены основные виды отверстий. 
Предложены технологическое оборудование и технологическая оснастка для их производства. Рассмотрены формообразующие движения, применяемые в процессах обработки отверстий резанием.

Для студентов, обучающихся в бакалавриате и магистратуре 

по направлениям подготовки соответственно 15.03.02 и 15.04.02 
«Технологические машины и оборудование» и выполняющих курсовой проект по курсу «Инжиниринг оборудования и процессов 
для обработки материалов резанием».

УДК 621.9

 Л.В. Седых, 2021

ISBN 978-5-907227-46-0
 НИТУ «МИСиС», 2021

Оглавление

Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1 Виды отверстий и их назначение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.1 Классификация отверстий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
1.2 Крепежные отверстия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
1.3 Ответственные отверстия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
1.4 Профильные отверстия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
1.5 Глубокие отверстия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

2 Метод обработки отверстий сверлением  . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.1 Технологические операции сверления,  
рассверливания, нарезания резьбы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
2.2 Технологическое оборудование для сверления . . . . . . . .17
2.3 Технологическая оснастка для сверления . . . . . . . . . . . .21

3 Методы обработки отверстий зенкерованием и 
развертыванием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.1 Технологические операции зенкерования, 
развертывания, зенкования и цекования . . . . . . . . . . . . . . .29
3.2 Технологическое оборудование для зенкерования 
и развертывания  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
3.3 Технологическая оснастка для зенкерования 
и развертывания  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

Метод обработки отверстий растачиванием . . . . . . . . . . . . . . 51

4.1 Технологическая операция растачивания  . . . . . . . . . . .51
4.2 Технологическое оборудование для растачивания . . . . .56
4.3 Технологическая оснастка для растачивания . . . . . . . . .61

5 Метод обработки отверстий «глубокое сверление» . . . . . . . 67

5.1 Технологическая операция глубокого сверления . . . . . .67
5.2 Выбор технологического оборудования  
для глубокого сверления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
5.3 Анализ и выбор технологической оснастки  
для глубокого сверления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73

6 Метод обработки отверстий протягиванием . . . . . . . . . . . 108

6.1 Технологическая операция протягивания  . . . . . . . . . .108
6.2 Технологическое оборудование для протягивания . . . .111
6.3 Технологическая оснастка для протягивания  . . . . . . .113

Библиографический список  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

Предисловие

Современное машиностроительное производство явля
ется основой интенсификации производства и в значительной 
степени влияет на развитие различных отраслей народного хозяйства. Продукция, выпускаемая в машиностроении, разнообразна по своему служебному назначению и принципу работы. 
Значительное место в технологических процессах производства различных деталей отводится получению отверстий различными способами.

В учебном пособии «Инжиниринг оборудования и про
цессов для обработки материалов резанием» рассматриваются 
основные методы обработки отверстий резанием.

В главе 1 «Виды отверстий и их назначение» предложе
на классификация основных видов отверстий, применяемых 
в машиностроении, рассматриваются примеры их исполнения 
в различных деталях.

В главах 2 и 3 «Метод обработки отверстий сверлением» 

и «Методы обработки отверстий зенкерованием и развертыванием» предложены особенности обработки крепежных отверстий, формулы для расчета основных режимов резания при их 
производстве, технологическое оборудование и технологическая оснастка для сверлильных операций.

В главе 4 «Метод обработки отверстий растачиванием» 

рассмотрены особенности технологических операций и предложены схемы для обработки отверстий различных размеров 
и точности, предложены технологическое оборудование и технологическая оснастка для расточных операций.

В главе 5 «Метод обработки отверстий «глубокое сверле
ние»» изучены некоторые проблемы, возникающие при обработке глубоких отверстий на универсальных станках, и предложены варианты их решения.

В главе 6 «Метод обработки отверстий протягиванием» 

рассмотрена специфика технологической операции протягивания для получения профильных отверстий, предложены 
технологическое оборудование и технологическая оснастка 
для их производства. 

1 Виды отверстий и их назначение

1.1 Классификация отверстий

Трудно представить современное машиностроительное 

производство без использования различных видов отверстий. 
На их долю приходится большое количество технологических 
операций [1]. Отверстия можно увидеть в приборах, различных металлоконструкциях, строительстве, станкостроении и 
других отраслях промышленности. Формы и размеры отверстий достаточно разнообразны: от гладких небольшого диаметра и длины до ступенчатых крупногабаритных. Отверстия 
в деталях имеют различное служебное назначение: крепежные, соединительные, базовые, глубокие. Каждое из них обладает уникальными особенностями.

Таким образом, отверстия бывают разных размеров, 

геометрических форм, конструкций, поэтому существуют различные стандарты, в которых приводится их классификация. 
Пример классификации отверстий, используемых в машиностроении:

 - по назначению: крепежные, ответственные, профиль
ные, глубокие;

 - по методу обработки – получаемые следующими мето
дами: сверлением, зенкерованием, развертыванием, нарезанием резьбы, растачиванием, глубоким сверлением;

 - по форме: цилиндрические, ступенчатые, конические, 

фасонные, сквозные, глухие.

1.2 Крепежные отверстия

В машиностроении одними из наиболее распростра
ненных являются крепежные отверстия. Ни одни из производственных объектов, сборочных единиц, приборов, сборочных узлов не обходятся без применения крепежных 
изделий – винтов, болтов, шпилек, гаек, штифтов, которые 
являются частью разъемных соединений деталей машин 
(рисунок 1.1).

Назначение штифтов – зафиксировать взаимное рас
положение деталей относительно друг друга. Болты и винты 
служат для соединения различных частей деталей. Особенностью конструкции таких отверстий является наличие или отсутствие резьбы.

1 – сквозное отверстие под фундаментный болт;  
2 – крепежное отверстие под винт крышки люка; 
3 – крепежные изделия (винты, болты, штифты)

Рисунок 1.1 – Сборка редуктора в 3D

Крепежные отверстия изготавливают (рисунок 1.2):
 - глухими, которые обрабатывают на заданную глубину;
 - сквозными, которые проходят через всю толщину детали.

Квалитет крепежных отверстий – 11…12. Они изготав
ливаются, как правило, на сверлильных станках.

Рисунок 1.2 – Крепежные отверстия

1.3 Ответственные отверстия

Ответственные отверстия изготавливают в различных 

деталях, которые входят в состав приборов, станков, автомобилей и т.п. Они бывают различной формы: цилиндрические, 
ступенчатые, конические, фасонные, гладкие. Разнообразие 
ответственных отверстий очень велико, поэтому рассмотрим 
несколько примеров.

Цилиндрическое отверстие Ø30H7 (рисунок 1.3), пред
назначено для базирования зубчатых колес на валах редукторов, коробок скоростей.

Отверстия под подшипники в корпусе редуктора (рису
нок 1.4) имеют квалитет 7. Особенностью конструкции является их расположение попарно на одной оси в противоположных стенках детали.

Рисунок 1.3 – Фрагмент чертежа зубчатого колеса

Рисунок 1.4 – 3D-модель корпуса редуктора

Деталь «башмак рессоры» (рисунок 1.5) входит в кон
струкцию задней балансирной подвески. Балансирное устройство образуется башмаком и кронштейном балансира, создавая нежесткое крепление и передавая крутящий момент. 
Башмак рессоры представляет собой корпусную деталь со ступенчатым ответственным отверстием (на рисунке 1.5 выделено красным цветом), которое служит для базирования двух 
втулок, выполняющих роль подшипников для оси балансира. 
Точность отверстия назначается в соответствии со стандартами [2].

Ответственные отверстия имеют квалитет 5…8. Обработ
ка таких отверстий – трудоемкий технологический процесс, 
получить их сложнее, чем наружные поверхности тел вращения такого же квалитета. Для производства используют расточные станки.

Рисунок 1.5 – Фрагмент чертежа детали «башмак 

рессоры»