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 фор-
мирования 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 изготов-
ления изделий. Изложены методические основы разработки технологических 
процессов сборки изделий и изготовления деталей с использованием принци-
пов модульной технологии. Раскрываются основы технологической подготов-
ки производства: основные функции, элементная база технологического обес-
печения 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 государствен-
ного 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, лау-
реат Ленинской премии, член Международного союза машиностроителей

Материалы, отмеченные знаком 
, доступны в электронно-

библиотечной системе znanium 

СпиСок Сокращений

АСТ ПП –
автоматизированная система технологической подготовки производ-
ства
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 из-
делий, с целью использования результатов изучения для обеспечения 
требуемого качества и количества изделий с наивысшими технико-
экономическими показателями, называется технологией машиностро-
ения.
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 про-
грессивных технологических процессов, обеспечивающих изготов-
ление изделий высокого качества с минимальными затратами.
Современная технология развивается по следующим основным 
направлениям: создание новых материалов; разработка новых тех-
нологических принципов, методов, процессов, оборудования; меха-
низация и автоматизация технологических процессов, устраняющая 
непосредственное участие в них человека. Технологический процесс 
и орудия труда тесно взаимосвязаны. Если осуществление техноло-
гического процесса порождает необходимость изготовления орудий 
труда, являясь причиной их появления, то развитие и совершенство-
вание 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, на-
пример, А.К. Нартов (1680–1756) разработал ряд технологических 
процессов изготовления оружия, монет, создал для этого оригиналь-
ные станки и инструменты.
Одним из первых, описавшим накопленный опыт в технологии 
машиностроения, был проф. Московского университета И. Двигуб-
ский. 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 маши-
ностроения, организация машиностроительных фабрик в техниче-
ском и экономическом отношении и производство работ». И нако-
нец, была издана книга проф. А.П. Гавриленко (1861–1914) «Техно-
логия металлов», в которой обобщен опыт развития технологии 
металлообработки. Долгие годы этот учебник был основным посо-
бием, по которому училось несколько поколений русских инжене-
ров.
В связи с бурным развитием техники в начале XX в. возникла не-
обходимость 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 за-
водов (например, «Технология автомобилестроения», «Технология 
тракторостроения», «Технология станкостроения» и др.). На первом 
этапе они содержали главным образом описательный материал, об-
общающий опыт изготовления изделий в отрасли.
По мере развития машиностроения, дальнейшего изучения техно-
логии 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 приспособ-
лений, 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 обще-
инженерной дисциплиной, читаемой студентам всех специальностей 
машиностроительных вузов. В специальной части курса «Технология 
машиностроения» рассматриваются главным образом вопросы, спе-
цифичные для данной отрасли машиностроения и касающиеся изго-
товления 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 техно-
логии 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, выра-
женных 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 иссле-
дования и первоначальное накопление эмпирических знаний о тех-
нологических процессах; зарождение первой научной картины со-

вокупности явлений,  имеющих место при осуществлении техноло-
гических процессов; построение теорий.
Становление технологии машиностроения как научной дисцип-
лины затруднено огромным разнообразием объектов производства 
(от миниатюрных приборов до экскаваторов, от простейших изделий 
типа молотка до сложнейших машин — таких, как космический ко-
рабль), бесчисленным множеством методов изготовления и обору-
дования для их осуществления. Поэтому развитие научных основ 
технологии машиностроения долгое время находилось на стадии эм-
пирического 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 техноло-
гических процессов, разработаны расчетные методы, сформулиро-
вана система основных понятий и определений, создана методика 
разработки технологических процессов и др.
К одному из первых фундаментальных трудов по основам техно-
логии машиностроения следует отнести учебник проф. Б.С. Балак-
шина «Технология станкостроения» [6] и книгу проф. А.П. Соколов-
ского «Научные основы технологии машиностроения» [11].
Развитие машиностроения ставит новые проблемы, связанные с 
повышением качества изделий, производительности труда, и требует 
их разрешения. Современное машиностроение используется прак-
тически во всех сферах человеческой деятельности, достигло огром-
ных 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 маши-
ностроения, можно выделить две эры: индустриальную и информа-
ционную. Первая прошла свой путь развития начиная с прошлого 
века и характеризуется преимущественным развитием отраслей ма-
териального производства, и в первую очередь промышленности. 
Само производство в значительной степени стало массовым, круп-
носерийным, ориентированным на рынки большой емкости и на 
изделия массового спроса.
На смену индустриальной эре пришла информационная эра, пе-
реход к которой в ведущих странах Запада начался в 50–60-е гг. про-
шлого столетия и завершился в наиболее экономически развитых 
странах мира к середине 80-х гг.
В эру индустриализации основным фактором повышения эффек-
тивности производства была преимущественно экономия затрат жи-

вого труда в самых различных сферах. Повышение эффективности 
использования прошлого труда (производственных фондов, матери-
ально-энергетических затрат) осуществлялось в основном в форме 
«экономии на масштабах производства», снижения затрат ресурсов 
на единицу конечной продукции за счет повышения удельной мощ-
ности технологического оборудования и др.
Информационную эру отличает преимущественный рост эконо-
мики, сферы услуг (как в валовом продукте, так и в численности за-
нятых), особенно для отраслей, связанных с переработкой инфор-
мации и осуществлением посреднической деятельности всех видов.
Производство в информационную эру становится в высшей сте-
пени гибким, не массовым, ориентируется на индивидуальные за-
просы 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 изде-
лия сокращается до нескольких месяцев. Если же говорить о машино-
строении, то в нем в среднем за три-пять лет необходимы полная за-
мена выпускаемых изделий и смена средств технологического обеспе-
чения (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 рас-
тущие потребности общества порождают рост разнообразия маши-
ностроительных 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 пере-
ходить на выпуск новых изделий повышенного качества с минималь-
ными издержками. Сложность решения этой задачи усугубляется 
тем, что номенклатура выпускаемых изделий и объемы серий в опре-
деленной степени являются непредсказуемыми. Это не говорит о 
полном отсутствии планирования выпуска продукции предпри-
ятием — просто планирование строится на основе прогноза сбыта 
продукции. Главное отличие планирования в условиях рынка от 
централизованного директивного планирования заключается в ори-
ентации производства на конкретного потребителя и даже на обще-
ственные явления и политические процессы.
Естественно, что роль случайных и неучтенных факторов в про-
гнозе 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 пе-
реходить на выпуск новой продукции и одновременно внедрять но-
вые технологии и технику; повышать качество изделий и снижать 
издержки производства.
В связи с непрерывно растущими требованиями к качеству изде-
лий, быстрой смене выпускаемых изделий непрерывно растет объем 
технологической подготовки производства в единицу времени. Та-
ким образом, возникает проблема, заключающаяся в том, что техно-
лог в современных условиях должен не только выполнять в единицу 
времени больший объем работы, но и делать ее на более каче-
ственном 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 про-
цессов, повышения уровня обобщений, формализации результатов 
исследований, применения математических методов, совершенство-
вания методов расчета и разработки технологических процессов, 
проектирования средств технологического оснащения, методов ор-
ганизации технологической подготовки производства.
В процессе эволюции технологии машиностроения возникли раз-
личные 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 единич-
ный технологический процесс. Единичный технологический процесс 
позволяет учесть все особенности конкретного изделия и производ-
ственные 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 эффектив-
ности производства изделий широкой номенклатуры. При групповой 
технологии разные изделия объединяются в группы по общности 
оборудования и оснастки для осуществления одной и той же опера-
ции, 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 суще-
ственно 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 тех-
нологического 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 про-
цесс. Идея типизации реализуется на уровне модулей технологиче-
ского 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 ос-
нов технологии машиностроения, разработанный проф. Борисом 
Сергеевичем Балакшиным, возглавлявшим с 1946 по 1976 г. кафедру 
технологии машиностроения Московского станкоинструменталь-
ного института.
Учебник состоит из трех разделов: 
 
• раздел 1 — теоретические основы технологии машиностроения; 
 
• раздел 2 — основы разработки технологического процесса изго-
товления изделия;
 
• раздел 3 — основы технологической подготовки производства.
В результате изучения дисциплины «Основы технологии маши-
ностроения» студент должен не только уметь разрабатывать техно-
логические процессы, но и владеть методами технологической под-
готовки производства. К сожалению, вопросы технологической под-
готовки 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 пер-
вого 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-