Основы технологии машиностроения

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ

МАШИНОСТРОЕНИЯ

УЧЕБНИК

Б.М. БАЗРОВ

3-е издание, переработанное и дополненное

Москва

ИНФРА-М

2020

Рекомендовано в качестве учебника 

для студентов высших учебных заведений,

обучающихся по направлениям подготовки 15.03.01 «Машиностроение»,

15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение 

машиностроительных производств» 

(квалификация (степень) «бакалавр»)

УДК 621(075.8)
ББК 34.5
 
Б17

ISBN 978-5-16-011179-7 (print)
ISBN 978-5-16-103286-2 (online)

© Базров Б.М., 2016

Базров Б.М. 
Основы технологии машиностроения : учебник / Б.М. Базров. — 

3-е изд., перераб. и доп. — М. : ИНФРАМ, 2020. — 683 с. + Доп. 
материалы [Электронный ресурс; Режим доступа http://www.znanium.
com]. — (Высшее образование).

ISBN 978-5-16-011179-7 (print)
ISBN 978-5-16-103286-2 (online)

Изложены теоретические основы технологии машиностроения: понятий
ный аппарат; основы базирования; размерные и временные цепи; модульное 
описание изделия; основные закономерности технологических процессов формирования качества изделия и затрат времени в процессе его изготовления; 
математическое описание и решение основных технологических задач методом 
математического моделирования. Рассмотрены методы достижения заданного 
качества изделий, повышения производительности и эффективности изготовления изделий. Изложены методические основы разработки технологических 
процессов сборки изделий и изготовления деталей с использованием принципов модульной технологии. Раскрываются основы технологической подготовки производства: основные функции, элементная база технологического обеспечения и вопросы автоматизации технологической подготовки.

Учебник соответствует требованиям Федерального государственного обра
зовательного стандарта высшего образования последнего поколения.

Учебник предназначен для студентов машиностроительных вузов, техни
ческих университетов, может быть полезен аспирантам, а также работникам 
машиностроительных предприятий. 

УДК 621(075.8)

ББК 34.5

Б17

Р е ц е н з е н т :

кафедра технологии машиностроения им. Ф.С. Демьянюка Московского государственного машиностроительного университета (МАМИ) (зав. кафедрой – канд. техн. наук, 
профессор Б.В. Шандров)

А в т о р :

Борис Мухтарбекович Базров —д-р техн. наук, профессор, зав. лабораторией теории 
модульной технологии в Институте машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, лауреат Ленинской премии, член Международного союза машиностроителей

Материалы, отмеченные знаком 
, доступны в электронно
библиотечной системе znanium 

СпиСок Сокращений

АСТ ПП –
автоматизированная система технологической подготовки производства
ЕСКД –
единая система конструкторской документации
ЕСТПП –
единая система технологической подготовки производства
ИСП –
информационно-поисковая система
МФО –
модуль функциональный обслуживающий
МФТ –
модуль функциональный технологический
МП –
модуль поверхностей детали
МПФ –
модуль поверхностей функциональный
МПТ –
модуль поверхностей технологический
МПБ –
модуль поверхностей базирующий
МПР –
модуль поверхностей рабочий
МПС –
модуль поверхностей связующий

МТП –
модульный технологический процесс

МТИ –
модуль технологического процесса изготовления МП
МТС –
модуль технологического процесса сборки МС
МТО –
модуль процесса обработки МП
МТБ –
модуль технологических баз
МО –
модуль технологического оборудования
МИ –
модуль инструментальной наладки
МПр –
модуль приспособления
МКИ –
модуль контрольно-измерительного устройства
СТО –
средства технологического оснащения 
ТС –
технологическая система
У-Н-О –
установочная — направляющая — опорная базы
У-ДО-О –
установочная — двойная опорная — опорная базы
ДН-О-О –
двойная направляющая — опорная — опорная базы
ДН-ДО –
двойная направляющая — двойная опорная базы
РМ –
рабочее место

ВВедение

Отрасль науки, занимающаяся исследованием закономерностей 
технологических процессов изготовления машиностроительных изделий, с целью использования результатов изучения для обеспечения 
требуемого качества и количества изделий с наивысшими техникоэкономическими показателями, называется технологией машиностроения.
Объектом технологии машиностроения является технологический 
процесс, а предметом — установление и исследование внешних и 
внутренних связей, закономерностей технологического процесса. 
Только на основе их глубокого изучения возможно построение прогрессивных технологических процессов, обеспечивающих изготовление изделий высокого качества с минимальными затратами.
Современная технология развивается по следующим основным 
направлениям: создание новых материалов; разработка новых технологических принципов, методов, процессов, оборудования; механизация и автоматизация технологических процессов, устраняющая 
непосредственное участие в них человека. Технологический процесс 
и орудия труда тесно взаимосвязаны. Если осуществление технологического процесса порождает необходимость изготовления орудий 
труда, являясь причиной их появления, то развитие и совершенствование орудий труда в свою очередь стимулирует совершенствование 
самого процесса. Формирование технологии машиностроения как 
отрасли знания началось с появлением крупного машиностроения. 
Большой вклад в ее развитие внесли русские умельцы Андрей Чохов, 
М.В. Сидоров, Я. Батищев, А.К. Нартов и многие другие. Так, например, А.К. Нартов (1680–1756) разработал ряд технологических 
процессов изготовления оружия, монет, создал для этого оригинальные станки и инструменты.
Одним из первых, описавшим накопленный опыт в технологии 
машиностроения, был проф. Московского университета И. Двигубский. В 1807 г. он написал книгу «Начальные основания технологии 
или краткое описание работ на заводах и фабриках производимых». 
В 1885 г. вышла работа проф. И.И. Тиме (1838–1920) «Основы машиностроения, организация машиностроительных фабрик в техническом и экономическом отношении и производство работ». И наконец, была издана книга проф. А.П. Гавриленко (1861–1914) «Технология металлов», в которой обобщен опыт развития технологии 
металлообработки. Долгие годы этот учебник был основным пособием, по которому училось несколько поколений русских инженеров.
В связи с бурным развитием техники в начале XX в. возникла необходимость обобщения опыта по разработке и осуществлению тех

нологических процессов. В учебные программы вузов страны были 
включены дисциплины, описывающие технологические процессы 
изготовления машин, проектирование приспособлений, цехов и заводов (например, «Технология автомобилестроения», «Технология 
тракторостроения», «Технология станкостроения» и др.). На первом 
этапе они содержали главным образом описательный материал, обобщающий опыт изготовления изделий в отрасли.
По мере развития машиностроения, дальнейшего изучения технологии стали выявляться общие закономерности, появились широкие 
обобщения, справедливые для различных отраслей машиностроения. 
В итоге были сформированы такие технологические дисциплины, как 
основы технологии ма шиностроения, конструирования приспособлений, проектирования машиностроительных цехов и заводов, а также 
автоматизация производственных процессов и ряд других. В курсе 
«Основы технологии машиностроения» излагаются общие вопросы 
для всех отраслей машиностроения, и постепенно он стал общеинженерной дисциплиной, читаемой студентам всех специальностей 
машиностроительных вузов. В специальной части курса «Технология 
машиностроения» рассматриваются главным образом вопросы, специфичные для данной отрасли машиностроения и касающиеся изготовления основных деталей и сборки машин этой отрасли.
Технология машиностроения стала формироваться как отрасль 
науки на основе обобщения результатов большого труда коллективов 
заводов, научно-исследовательских институтов, высших учебных 
заведений и работников науки и промышленности. Основы технологии машиностроения были созданы главным образом трудами 
советских ученых: Б.С. Балакшина, Н.А. Бородачева, К.В. Вотинова, 
В.И. Дементьева, Ф.С. Деменьюка, М.Е. Егорова, А.А. Зыкова, 
А.И. Каширина, В.М. Кована, B.C. Корсакова, А.А. Маталина, 
С.П. Митрофанова, Э.Б. Рыжова, Э.А. Сателя, А.П. Соколовского, 
Д.В. Чарнко, А.Б. Яхина и многих других.
Наука о технологии — это не просто сумма каких-то знаний о 
технологических процессах, а система строго сформулированных и 
проверенных положений о явлениях и их глубинных связях, выраженных посредством особых понятий. С другой стороны, наука о 
технологии, как и любая другая отрасль знания, — это результат 
практической деятельности человека; она подчинена целям развития 
общественной практики и способна служить теоретической основой.
Если наука — система научных знаний, то процесс приобретения 
этих знаний является научным познанием. В процессе становления 
научного познания в области технологии машиностроения можно 
выделить три стадии: зарождение и развитие эмпирического исследования и первоначальное накопление эмпирических знаний о технологических процессах; зарождение первой научной картины со

вокупности явлений,  имеющих место при осуществлении технологических процессов; построение теорий.
Становление технологии машиностроения как научной дисциплины затруднено огромным разнообразием объектов производства 
(от миниатюрных приборов до экскаваторов, от простейших изделий 
типа молотка до сложнейших машин — таких, как космический корабль), бесчисленным множеством методов изготовления и оборудования для их осуществления. Поэтому развитие научных основ 
технологии машиностроения долгое время находилось на стадии эмпирического исследования.
Постепенное накопление данных эмпирических исследований 
технологических процессов, выявление отдельных фактов, связей 
между явлениями, выдвижение различных идей и гипотез позволили 
сформировать технологию как науку.
На этой основе создано учение о точности обработки деталей, 
раскрыты закономерности размерных и временных связей технологических процессов, разработаны расчетные методы, сформулирована система основных понятий и определений, создана методика 
разработки технологических процессов и др.
К одному из первых фундаментальных трудов по основам технологии машиностроения следует отнести учебник проф. Б.С. Балакшина «Технология станкостроения» [6] и книгу проф. А.П. Соколовского «Научные основы технологии машиностроения» [11].
Развитие машиностроения ставит новые проблемы, связанные с 
повышением качества изделий, производительности труда, и требует 
их разрешения. Современное машиностроение используется практически во всех сферах человеческой деятельности, достигло огромных успехов в повышении ее эффективности и в итоге превратилось 
в технологическую базу промышленности, определяющую уровень 
технического развития страны и ее безопасности.
В развитии промышленного производства, в том числе и машиностроения, можно выделить две эры: индустриальную и информационную. Первая прошла свой путь развития начиная с прошлого 
века и характеризуется преимущественным развитием отраслей материального производства, и в первую очередь промышленности. 
Само производство в значительной степени стало массовым, крупносерийным, ориентированным на рынки большой емкости и на 
изделия массового спроса.
На смену индустриальной эре пришла информационная эра, переход к которой в ведущих странах Запада начался в 50–60-е гг. прошлого столетия и завершился в наиболее экономически развитых 
странах мира к середине 80-х гг.
В эру индустриализации основным фактором повышения эффективности производства была преимущественно экономия затрат жи

вого труда в самых различных сферах. Повышение эффективности 
использования прошлого труда (производственных фондов, материально-энергетических затрат) осуществлялось в основном в форме 
«экономии на масштабах производства», снижения затрат ресурсов 
на единицу конечной продукции за счет повышения удельной мощности технологического оборудования и др.
Информационную эру отличает преимущественный рост экономики, сферы услуг (как в валовом продукте, так и в численности занятых), особенно для отраслей, связанных с переработкой информации и осуществлением посреднической деятельности всех видов.
Производство в информационную эру становится в высшей степени гибким, не массовым, ориентируется на индивидуальные запросы потребителей и небольшие по емкости рынки сбыта.
Прошли времена, когда предприятие могло выпускать одну и ту же 
продукцию десятилетиями. Сегодня в самых современных отраслях 
промышленности (например, в электронике) жизненный цикл изделия сокращается до нескольких месяцев. Если же говорить о машиностроении, то в нем в среднем за три-пять лет необходимы полная замена выпускаемых изделий и смена средств технологического обеспечения (технологических процессов, оборудования, оснастки).
Таким образом, четко видна тенденция сокращения жизненного 
цикла изделия, обусловленная стремлением производителей быстрее 
и максимально полнее удовлетворять потребности общества, что, в 
свою очередь, стимулирует рост этих потребностей. Непрерывно растущие потребности общества порождают рост разнообразия машиностроительных изделий, их назначения. Необходимость выпуска 
конкурентоспособной продукции усиливает эту тенденцию и требует 
непрерывного совершенствования технологических процессов и 
средств технологического оснащения. 
Современное предприятие должно быть способным быстро переходить на выпуск новых изделий повышенного качества с минимальными издержками. Сложность решения этой задачи усугубляется 
тем, что номенклатура выпускаемых изделий и объемы серий в определенной степени являются непредсказуемыми. Это не говорит о 
полном отсутствии планирования выпуска продукции предприятием — просто планирование строится на основе прогноза сбыта 
продукции. Главное отличие планирования в условиях рынка от 
централизованного директивного планирования заключается в ориентации производства на конкретного потребителя и даже на общественные явления и политические процессы.
Естественно, что роль случайных и неучтенных факторов в прогнозе достаточно велика и поэтому прогноз носит вероятностный 
характер, в результате годовая программа производства достаточно 
непредсказуема.

Работа современного предприятия в динамично изменяющихся 
условиях заставляет решать взаимоисключающие задачи: быстро переходить на выпуск новой продукции и одновременно внедрять новые технологии и технику; повышать качество изделий и снижать 
издержки производства.
В связи с непрерывно растущими требованиями к качеству изделий, быстрой смене выпускаемых изделий непрерывно растет объем 
технологической подготовки производства в единицу времени. Таким образом, возникает проблема, заключающаяся в том, что технолог в современных условиях должен не только выполнять в единицу 
времени больший объем работы, но и делать ее на более качественном уровне.
Решение этой проблемы лежит в автоматизации труда технолога, 
а это, в свою очередь, требует дальнейшего развития научных основ 
технологии машиностроения. Все это должно идти в направлении 
более глубокого изучения закономерностей технологических процессов, повышения уровня обобщений, формализации результатов 
исследований, применения математических методов, совершенствования методов расчета и разработки технологических процессов, 
проектирования средств технологического оснащения, методов организации технологической подготовки производства.
В процессе эволюции технологии машиностроения возникли различные формы организации производственных процессов, основу 
которых составляют три вида технологий: единичная, типовая и 
групповая, имеющие свои достоинства и недостатки.
В начале становления машиностроения применялась единичная 
технология, когда под изготовление изделия разрабатывался единичный технологический процесс. Единичный технологический процесс 
позволяет учесть все особенности конкретного изделия и производственные условия, но требует много времени на его разработку.
С целью сокращения трудоемкости разработки технологических 
процессов и распространения передового опыта по предприятиям 
была разработана типовая технология, основоположником которой 
является проф. А.П. Соколовский. 
Групповая технология, основоположником которой является проф. 
С.П. Митрофанов [9], разработана с целью повышения эффективности производства изделий широкой номенклатуры. При групповой 
технологии разные изделия объединяются в группы по общности 
оборудования и оснастки для осуществления одной и той же операции, что повышает однородность труда при изготовлении разных 
изделий и позволяет поднять его производительность.
С расширением номенклатуры выпускаемых изделий, снижением 
срока жизненного цикла рассмотренные выше виды технологий уже 
не удовлетворяют требованиям производства, поэтому назрела не

обходимость поиска нового вида технологии, позволяющей существенно снизить сроки технологической подготовки производства и 
повысить его эффективность.
Перспективной в этом отношении является модульная технология 
[2]. Она базируется на сквозном применении модульного принципа 
в конструкторско-технологической подготовке производства, когда 
изделие представляется совокупностью модулей, а под изготовление 
этих модулей разрабатываются модули технологического процесса; 
в свою очередь под осуществление последних создаются модули технологического оборудования, оснастки и рабочих мест. Такой подход 
позволяет на каждом предприятии организовывать на модульном 
уровне элементную базу технологических процессов, оборудования 
и оснастки и из них методом компоновки строить технологические 
процессы, системы и приспособления.
Модульный технологический процесс объединяет в себе достоинства 
единичной, типовой и групповой технологий, поскольку учитывает 
все особенности конкретного изделия так же, как и единичный процесс. Идея типизации реализуется на уровне модулей технологического процесса и так же, как и при групповой технологии, изделия 
объединяются в группы по общности в них модулей, но (в отличие 
от групповой технологии) в этом случае не возникает трудностей в 
группировании изделий.
В учебнике развивается методологический подход изложения основ технологии машиностроения, разработанный проф. Борисом 
Сергеевичем Балакшиным, возглавлявшим с 1946 по 1976 г. кафедру 
технологии машиностроения Московского станкоинструментального института.
Учебник состоит из трех разделов: 
 
• раздел 1 — теоретические основы технологии машиностроения; 
 
• раздел 2 — основы разработки технологического процесса изготовления изделия;
 
• раздел 3 — основы технологической подготовки производства.
В результате изучения дисциплины «Основы технологии машиностроения» студент должен не только уметь разрабатывать технологические процессы, но и владеть методами технологической подготовки производства. К сожалению, вопросы технологической подготовки производства в учебниках по основам технологии 
машиностроения или отсутствуют, или излагаются фрагментарно. 
В итоге у студентов не создается цельного представления о сущности 
и методах технологической подготовки производства. В связи с изложенным в учебник введен третий раздел «Основы технологической 
подготовки производства», в котором излагаются цель, задачи, 
функции, методы организации и автоматизации технологической 
подготовки производства.

раЗдеЛ 1 
ТеореТиЧеСкие оСноВЫ

ГЛаВа 1.1 
оСноВнЫе понЯТиЯ и опредеЛениЯ

В машиностроении изделием называется предмет производства, 
подлежащий изготовлению. В качестве изделия выступают машина, 
устройство, механизм, инструмент и т.п. и их составные части: сборочная единица, деталь. В качестве предмета труда выступают заготовки, подвергающиеся обработке, детали и сборочные единицы, из 
которых собирают изделия.
Сборочная единица — это изделие, составные части которого подлежат соединению на предприятии обособленно от других элементов 
изделия.
Сборочная единица в зависимости от конструкции может либо 
состоять из отдельных деталей, либо включать сборочные единицы 
более высоких порядков и детали. Различают сборочные единицы 
первого, второго и более высоких порядков. Сборочная единица первого порядка входит непосредственно в изделие. Она состоит либо 
из отдельных деталей, либо из одной или нескольких сборочных единиц второго порядка и деталей. Сборочная единица второго порядка 
расчленяется на детали или сборочные единицы третьего порядка и 
детали и т.д. сборочная единица наивысшего порядка расчленяется 
только на детали. Рассмотренное деление изделия на составные 
части производится по технологическому признаку.
Деталь — это изделие, изготавливаемое из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. 
Характерный признак детали — отсутствие в ней разъемных и неразъемных соединений. Деталь представляет собой комплекс взаимосвязанных поверхностей, выполняющих различные функции при 
эксплуатации машины.
Производственный процесс — это совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления и ремонта изделий. Например, производственный процесс 
изготовления машины включает не только изготовление деталей и 
их сборку, но и добычу руды, ее транспортирование, превращение в 
металл, получение заготовок из металла. В машиностроении производственный процесс представляет собой часть общего производ