Технологическое оборудование заготовительных и складских производств машиностроительных предприятий

М. Ю. Сибикин 

Технологическое  
оборудование 
заготовительных и складских 
производств  
машиностроительных 
предприятий 

          Учебное пособие

 Издание третье, стереотипное 

Москва
Берлин 

2020

УДК 621.7-1(075) 
ББК 34.5-5я73 

  С 34 

Рецензенты: 
А. Н. Черненко, д.т.н., старший преподаватель  
Нового Технического Университета 
О. В. Имамеев, к.э.н., Зам. Директора по производству  
ООО «Политэн» 

   Сибикин М. Ю. 
С 34      Технологическое оборудование заготовительных  

 и складских производств машиностроительных   
предприятий : учеб. пособие / М. Ю. Сибикин. – Изд. 3-е, 
стер.  –  Москва ; Берлин : Директ-Медиа, 2020. – 359 с. 

ISBN 978-5-4499-0763-9  

В пособии подробно рассмотрены методы получения заготовок, современное состояние и перспективы модернизации 
оборудования заготовительных и сварочных цехов, подъемнотранспортных машин, оценены возможности применения 
промышленных роботов и робототехнических комплексов, 
создание и внедрение механизированных и автоматизированных складов и устройств для транспортирования заготовок, 
деталей и изделий. 

Пособие поможет студентам вузов машиностроительных 
отраслей при изучении специальности «Машиностроение», 
глубже ознакомиться с новейшими видами отечественного 
оборудования внедряемого в заготовительных и сварочных 
цехах, а также с основными направлениями модернизации и 
роботизации 
всего 
машиностроительного 
комплекса 
предусмотренного Правительством России на период до 2030 
года. 

УДК 621.7-1(075) 
ББК 34.5-5я73 

ISBN 978-5-4499-0763-9 

© Сибикин М. Ю., текст, 2020
© Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2020 

Введение 

Современное развитие машиностроения требует 
существенного повышения уровня подготовки кадров, 
вооружение молодых специалистов современными достижениями науки и техники, умелого использования 
полученных знаний на практике в производственных 
условиях. Предметами исследования и разработки в 
технологии машиностроения являются виды обработки, выбор заготовок, качество обрабатываемых поверхностей, точность обработки и припуски на нее, выбор 
современных видов технологического оборудования, 
лазерных и плазменных установок, роботов и манипуляторов, автоматических линий, робототехнических 
комплексов. 
Процесс создания машины от формулировки ее 
служебного назначения и до получения в готовом виде 
четко подразделяют на два этапа: проектирование и изготовление. Первый этап завершается разработкой конструкции машины и представлением ее в чертежах, 
второй – реализацией конструкции с помощью производственного процесса. Построение и осуществление 
второго этапа составляет основную задачу технологии 
машиностроения. 
Дисциплина «Технологическое оборудование заготовительных и складских производств машиностроительных предприятий» согласно типовому учебному 
плану входит в набор дисциплин по направлению 
150900 «Технология, оборудование и автоматизация 
машиностроительных 
производств» 
специальности 
151001 «Технология машиностроения» и специальности 080502 «Экономика и управление на предприятии» 
расположенная в блоке специальных дисциплин. 
В пособии подробно рассмотрены методы получения заготовок, современное состояние и перспективы 

модернизации оборудования заготовительных и сварочных цехов, подъемно-транспортных машин, оценены возможности применения промышленных роботов 
и робототехнических комплексов, создание и внедрение механизированных и автоматизированных складов 
и устройств для транспортирования заготовок, деталей 
и изделий. 
Пособие поможет студентам вузов машиностроительных отраслей при изучении специальности 150001 
«Технология машиностроения», глубже ознакомиться с 
новейшими видами отечественного оборудования 
внедряемого в заготовительных и сварочных цехах, а 
также с основными направлениями модернизации и 
роботизации всего машиностроительного комплекса 
предусмотренного Правительством России на период 
до 2030 года. 

Глава 1. Методы получения заготовок 

1.1. Виды заготовок и их характеристики 

Оборудование заготовительного производства во 
многом зависит от правильного выбора метода получения заготовок. 
Предмет производства, из которого изменением 
формы, размеров, шероховатости поверхности и 
свойств материала изготавливают деталь или неразъемную сборочную единицу называют заготовкой. Перед первой технологической операцией заготовку 
называют исходной. 
Выбор заготовки заключается в установлении метода ее изготовления, расчете или выборе припусков 
на обработку и определении размеров исходной 
заготовки. 
Форма и размеры детали, технологические свойства 
материала, температура его плавления, структурные характеристики (направление волокон и размеры зерна) 
определяют метод изготовления заготовки. 
Трудность выбора метода получения заготовки состоит в том, что сталкиваются часто противоположные 
требования, поэтому решение этого вопроса становится многовариантным. Выбор одного из вариантов не 
очевиден и часто основан на инженерной интуиции и 
практическом опыте. Принятие окончательных решений происходит, как правило в условиях ограничений – 
материальных 
ресурсов, 
экономических 
возможностей, энергетических ресурсов, наличия квалифицированных кадров, транспортных расходов, 
возможностей кооперации, времени для подготовки 
производства и т.п. 
Заготовки получают в основном двумя методами – 
литьем или обработкой давлением (пластическим 

5 

деформированием). Для крупногабаритных деталей – 
допускается использование сварных заготовок или 
комбинированных (т.е. полученных сваркой предварительно отштампованных или отлитых отдельных элементов сложной формы). 
Заготовки из серого или ковкого чугуна изготовляют в виде отливок. 
Заготовки стальные изготовляют из горячекатаного 
проката различных размеров и профиля либо из холоднотянутой стали. Для получения этих заготовок часто используют также ковку, штамповку или литье. 
Заготовки из цветных металлов и сплавов изготовляют из проката, отливают или штампуют. 
Заготовки в виде отливок применяют для деталей 
сложной формы. Сварные заготовки используют при 
невозможности или экономической нецелесообразности изготовления цельных. Детали кабин управления 
буровыми установками, кожухов БКНС, БГТУ и т.п. 
изготовляют из листового материала холодной штамповкой с последующей сваркой. 
На заготовки разрезку проката производят газопламенными резаками, на ленточных или дисковых пилах, 
приводных ножовках и пресс-ножницах, на токарных, 
револьверных и фрезерных станках. На фрикционных 
(беззубых) пилах разрезают профильный прокат, не 
имеющий большой сплошной площади сечения (уголки, двутавры, швеллеры). На круглых заготовках большого 
диаметра 
фрикционная 
пила 
обычно 
заклинивается. Применяют также отрезные станки с 
тонкими отрезными шлифовальными кругами. Профильный прокат – уголки, швеллеры и т.п. – может 
быть разрезан на пресс-ножницах методом рубки. 
Перед поступлением на обработку резанием исходные заготовки подвергают очистке, правке и термической обработке в зависимости от методов их 
изготовления и предъявляемых требований. Отливки 

6 

очищают от формовочной земли и стержней, затем 
удаляют литники, выпоры, отрезают прибыли, зачищают заусенцы и случайные приливы Очистку производят на стационарных и переносных шлифовальнообдирочных станках, зубилами, стальными щетками. 
Для 
механизации 
процесса 
очистки 
применяют 
дробеструйные установки, вращающиеся (галтовочные) 
барабаны. Заготовка, полученная горячей штамповкой, 
в месте разъема штампа обычно имеет облой, который 
обрезают или вырубают в штампах на обрезных кривошипных прессах. После обрезки производят термическую обработку и правку в горячем или холодном 
состоянии. 
С целью получения заданных микроструктуры и 
механических свойств заготовку при термической обработке подвергают нормализации, улучшению и другим процессам. 
Штамповки очищают от окалины и заусенцев 
дробеструйной обработкой, травлением, галтовкой во 
вращающихся барабанах. Для получения точных размеров некоторые штампованные заготовки проходят 
калибровку и чеканку в холодном или горячем состоянии. Перед этой операцией производят отжиг или 
нормализацию и очистку от окалины. 
На чеканку дается припуск от 0,2 до 0,8 мм на сторону в зависимости от площади чеканки. Длинные заготовки из проката правят вручную, на прессах или на 
специальных 
многороликовых 
правильнокалибровочных станках за 1 – 2 хода. 
Если свойства материала допускают использование 
литья и методов пластического деформирования, то 
выбор должен опираться, в первую очередь, на особенности формы детали. При наличии полости  
сложной формы, а также выступов и впадин на боковых наружных и внутренних поверхностях часто  

7 

единственно возможным является метод литья. Причем, 
обязательно с применением формы разового использования, так как для извлечения отливки форма и 
стержни должны быть разрушены. 
Если же форма детали позволяет применять как 
штамповку, так и литье, то выбор метода должен исходить из технических требований к детали, особенно к 
макро- и микроструктуре внутренних и поверхностных 
слоев детали. Кроме того, необходимо учитывать и 
объем производства (годовую программу выпуска деталей), и тип производства, т.е. темп выпуска. Здесь нет 
возможности учесть все индивидуальные особенности 
конкретных деталей и предприятий, но основное 
направление выбора метода получения заготовки состоит в следующем: чем более строгие требования 
предъявляются к однородности механических свойств 
детали, чем выше требования к ее прочности, твердости и износостойкости, тем желательнее применить 
метод пластического деформирования, а не литья. 
Кроме этого, избрать метод пластического деформирования тем предпочтительнее по сравнению с литьем, 
чем больше объем производства и чем меньше такт 
выпуска. Вместе с тем, чем сложнее форма детали и 
чем выше стоимость материала, из которого она изготовлена, тем предпочтительнее использовать метод литья, как дающий лучшее приближение формы 
заготовки к форме готовой детали, т.е. повышающий 
коэффициент использования материала. 
В связи с неоднозначностью решения задачи о выборе метода, получения заготовки целесообразно наметить 
несколько 
альтернативных 
вариантов 
и 
произвести экономический анализ с помощью ЭВМ, 
предусмотрев в программе анализа и указанные выше 
ограничения. 

8 

1.2. Выбор способа получения отливок 

Наиболее часто применяемым способом получения 
заготовок литьем является литье в песчаные формы, 
поскольку себестоимость одной тонны таких отливок 
минимальна, а применяемое оборудование и оснастка 
во многом имеет универсальный характер. 
Для изготовления отливок I класса точности (заготовки массового производства) целесообразно применять машинную формовку по металлическим моделям, 
механизированный выем моделей из полуформ. В этом 
случае могут быть также получены сложные по форме 
тонкостенные заготовки с отверстиями диаметром от 
20 мм и более. Если стержни изготовляют на специальных машинах и калибрируют перед сборкой Б кондукторе, то полученные заготовки по точности 
взаимного расположения поверхностей и отклонениям 
размеров обеспечивают возможность механической 
обработки в специальных или специализированных 
приспособлениях, в том числе на автоматах и полуавтоматах. 
Отливки II класса точности (заготовки серийного 
производства), рекомендуется выполнять литьем по деревянным моделям, применяя машинную формовку с 
механизированным выемом моделей из полуформ, 
причем модели закрепляются на металлических плитах. 
Такой способ литья в заготовках позволяет получить 
литые отверстия диаметром свыше 30 мм. 
Отливки III класса точности (заготовки мелкосерийного и единичного производства) изготовляют в 
основном в песчаных формах с ручной формовкой по 
деревянным моделям. В отдельных случаях применяется машинная формовка по координатным плитам с незакрепленными 
моделями. 
Такой 
способ 
литья 
позволяет выполнять литые отверстия диаметром свыше 50 мм. 

9 

Применение других способов литья определяется 
особенностями размеров, формы и технических требований к детали. 
Для больших деталей (массой свыше двух тонн) заготовки отливают в землю, а для формовки применяют 
деревянные модели. 
Если деталь имеет ряд поверхностей, которые по 
техническим условиям не требуют обязательной обработки резанием и должны быть точно расположены 
друг относительно друга, и иметь высокое качество поверхности, целесообразно применять литье в различные оболочковые формы. Такими формами могут быть 
песчано-смоляные, жидко-стекольные и т.п., а также 
литье в оболочковые формы по выплавляемым или 
растворяемым моделям (масса таких отливок не должна 
превышать 150 кг). Учитывая, что организация такого 
участка специального литья требует значительных капиталовложений, а технология литья включает ряд 
сложных и длительных операций, себестоимость одной тонны отливок с применением указанных способов литья возрастает в 8 – 12 раз, и поэтому 
применение литья в оболочковые формы целесообразно только в крупносерийном и массовом производстве. 
Заготовки из цветных металлов и сплавов целесообразно отливать в формы многократного применения: 
керамические и песчано-цементные для небольших 
партий деталей и в металлические формы (кокильное 
литье и литье под давлением) для крупносерийного и 
массового производства. 
Если деталь имеет форму полого цилиндра, то часто используют центробежное литье. Заготовки, у которых величина наружного диаметра превышает 
высоту детали, отливают на машинах центробежного 
литья с вертикальной осью вращения; при этом воз
10