Технология машиностроения

ТЕХНОЛОГИЯ 
МАШИНОСТРОЕНИЯ

Москва
ИНФРА-М
2024

УЧЕБНИК

Рекомендовано в качестве учебника 
для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлениям подготовки 15.03.01 «Машиностроение»,
15.03.02 «Технологические машины и оборудование» 
(квалификация (степень) «бакалавр»)

УДК 621(075.8)
ББК 34.5я73
 
Т38

Технология машиностроения : учебник / В. В. Клепиков, Н. М. Султан-заде, В. Ф. Солдатов [и др.]. — Москва : ИНФРА-М, 2024. — 387 с. — 
(Высшее образование). — DOI 10.12737 / 20855.

ISBN 978-5-16-019155-3 (print)
ISBN 978-5-16-111908-2 (online)

В учебнике рассмотрены основные положения и принципы проектирования технологических процессов изготовления деталей и сборки узлов 
и машин. Освещены вопросы выбора организационной формы сборки, 
технологичности конструкции деталей и сборочных единиц, разработки 
технологических операций, нормирования технологических процессов. 
Изучены типовые технологические процессы изготовления различных 
групп деталей машин.
Соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования последнего поколения.
Для студентов, обучающихся по группе специальностей 151001 «Технология машиностроения», а также другим машиностроительным специальностям вузов.

УДК 621(075.8)
ББК 34.5я73

Т38

А в т о р с к и й  к о л л е к т и в:
Клепиков Виктор Валентинович, д-р техн. наук, профессор Московского 
государственного 
машиностроительного 
университета 
(МАМИ) — МГМУ (МАМИ);
Султан-заде Назим Музафарович (1940–2015), д-р техн. наук, профессор МГМУ (МАМИ);
Солдатов Валерий Федорович, канд. техн. наук, доцент МГМУ 
(МАМИ);
Преображенская Елена Викторовна, канд. техн. наук, доцент Московского государственного технологического университета «Станкин» — МГТУ «Станкин»;
Схиртладзе Александр Георгиевич, д-р техн. наук, профессор МГТУ 
«Станкин»

Р е ц е н з е н т ы:
Шандров Б. В., канд. техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Технология машиностроения» МГМУ (МАМИ);
Митрофанов В. Г., д-р техн. наук, профессор кафедры «Технология 
машиностроения» МГТУ «Станкин»;
Вороненко В. П., д-р техн. наук, профессор кафедры «Технология машиностроения» МГТУ «Станкин»

ISBN 978-5-16-019155-3 (print)
ISBN 978-5-16-111908-2 (online)
© Коллектив авторов, 2016

Предисловие

Выбор технологии изготовления изделия в любой области, в том 

числе и в машиностроении, предопределяет качество выпускаемого 
изделия с одной стороны, и его себестоимость — с другой. Следовательно, именно грамотный выбор технологического процесса 
становится фактором, определяющим в конечном счете конкурентоспособность выпускаемой продукции.

Изготовление машины начинается с момента, когда исходным 

материалам начинают придавать геометрические параметры и физико-механические свойства, т.е. с изготовления заготовок ее деталей, и завершается испытанием машины. В такой широкой области находит применение много разных по физической сущности 
и необходимому оборудованию процессов переработки, обработки 
и соединения материалов и полуфабрикатов: различные виды заготовительных процессов, термической обработки, сварки, пайки, 
поверхностных покрытий и т.д. Все эти процессы рассматриваются 
в учебных курсах, которые по отношению к технологии машиностроения являются базовыми.

Опираясь на базовые дисциплины, но не дублируя их, в курсе 

технологии машиностроения изучаются уже не сами вышеупомянутые процессы, а лишь методы их использования для достижения 
заданных параметров качества изготавливаемых изделий.

Совокупность методов, обеспечивающая все заданные пара
метры изделия, представляет собой технологический процесс его 
изготовления. Отсюда — определение дисциплины: «технология 
машиностроения» является учением о технологических процессах 
изготовления машин.

Предлагаемый учебник призван отразить современные техниче
ские и методические концепции проектирования технологических 
процессов. Большое внимание уделено вопросам обеспечения требуемых параметров качества изделий при их изготовлении и сборке. 
В учебнике достаточно подробно излагаются вопросы теории и методики проектирования технологических процессов изготовления 
деталей и сборки машин в условиях единичного, серийного и массового типов производства, рассматриваются особенности проектирования типовых и групповых технологических процессов.

В результате изучения дисциплины студент должен:
знать

 
• типовые технологические процессы изготовления изделий;

 
• технологические особенности методов обработки и сборки;

 
• эффективные пути достижения заданной точности и качества 

поверхностного слоя при минимальной себестоимости готового 
изделия при разных типах производства;
уметь

 
• разрабатывать технологический процесс изготовления типовых 

деталей машин (корпусных, валов, полых цилиндров, некруглых 
стержней и дисков);

 
• выполнять анализ технологичности конструкции;

 
• обосновывать выбор технологического процесса;

владеть

 
• способами использования для решения технологических задач 

современных технических средств;

 
• методами проектирования и расчета;

 
• навыками оформления технологической документации.

Глава 1  

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 

СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ

1.1. ХАРАКТЕРИСТИКА СБОРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ

1.1.1. Значение сборки в процессе изготовления машины

Сборка является завершающим этапом изготовления ма
шины, в котором проявляются результаты всей предшествующей 
работы, проделанной конструкторами и технологами по созданию машины. Качество машины во многом зависит от того, как 
понято конструктором и воплощено в конструкции служебное 
назначение машины, как установлены нормы точности, насколько удачно выбраны методы достижения требуемой точности машины и как они реализуются в технологии изготовления 
машины. При этом условия достижения высоких эксплуатационных качеств машины не ограничиваются созданием ее удачной 
конструкции или применением высококачественных материалов 
для изготовления ее деталей. Не гарантирует этих качеств и высокоточное изготовление деталей с обеспечением оптимального 
состояния поверхностных слоев, их сопряженных, или рабочих 
поверхностей.

Процесс изготовления машины может гарантировать достиже
ние всех требуемых ее эксплуатационных показателей, а также ее 
надежности и долговечности в эксплуатации лишь при условии 
высококачественного проведения всех этапов сборки машины. 
Это связано с тем, что в процессе сборки изделия из вполне доброкачественных деталей по разным причинам могут возникать погрешности их взаимного расположения, существенно снижающие 
точность и служебные качества собираемого изделия. Причинами 
возникновения таких погрешностей могут быть:

1) ошибки, допускаемые рабочими при ориентации и фикса
ции установленного положения собираемых деталей (образование 
зазоров между торцами втулок, монтируемых на валах, и торцами 
соответствующих фланцев и буртиков валов в связи с недостаточно 
плотным их соединением сборщиком, попадание грязи и стружки 
между сопрягаемыми поверхностями, нарушение правильной последовательности затяжки винтовых соединений и т.п.);

2) погрешности установки измерительных средств, применя
емых при сборке, а также собственные погрешности измерительных средств;

3) погрешности регулирования, пригонки и контроля точности 

положения детали в машине, достигнутого при сборке;

4) образование задиров на сопрягаемых поверхностях деталей;
5) относительные сдвиги деталей в промежутке времени между 

их установкой в требуемые положения и фиксацией в этом положении;

6) упругие деформации сопрягаемых деталей при их установке 

и фиксации и пластические деформации поверхностей сопряжений, нарушающие их точность и плотность соединений.

Таким образом, одни и те же детали при соединении их в раз
личных условиях сборки могут значительно изменять долговечность службы и другие показатели эксплуатации машины. Поэтому 
технологические процессы изготовления деталей, как правило, 
оказываются подчиненными технологии сборки машины, и сначала разрабатывается технология сборки, а после — технология изготовления деталей.

1.1.2. Технологический процесс сборки и его стадии

Сборка — это образование разъемных или неразъемных соеди
нений составных частей заготовки или изделия. Сборкой обеспечивается необходимая взаимосвязь отдельных деталей и сборочных 
единиц.

Сборочная единица — это изделие, составные части которого 

подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе 
сборочными операциями (свинчиванием, склеиванием, клепкой, 
опрессовкой и т.п.). Характерным технологическим признаком 
сборочной единицы является возможность ее сборки обособленно 
от других элементов изделия, в дальнейшей сборке она может 
участвовать как одно целое. Сборочная единица может состоять 
либо из отдельных деталей, либо из деталей и сборочных единиц 
высших порядков.

Сборочные единицы, входящие непосредственно в готовое из
делие, являются сборочными единицами первого порядка. Они 
состоят из сборочных единиц второго порядка и т.д. Составными 
частями высшего порядка являются только детали, которые поступают на сборку после их изготовления и окончательного технического контроля. Деление изделия на составные части осуществляется по технологическому признаку, т.е. по возможности сборки 
каждой составной части обособленно от других элементов изделия.

Различают узловую и общую сборку. Узловая сборка — сборка, 

объектом которой является составная часть изделия (сборочная 
единица или узел). Общая сборка — сборка, объектом которой является изделие в целом.

В условиях единичного и мелкосерийного типов производства 

основная часть сборочных работ выполняется на общей сборке 
и лишь малая их доля осуществляется над отдельными сборочными единицами. С увеличением серийности производства сборочные работы все больше раздробляются по отдельным сборочным единицам, а в условиях массового и крупносерийного типов 
производства объем узловой сборки становится равным или даже 
превосходит объем общей сборки. Это в значительной мере способствует механизации и автоматизации сборочных работ и повышает 
их производительность.

Технологический процесс сборки представляет собой часть произ
водственного процесса, непосредственно связанную с последовательным соединением, взаимным ориентированием и фиксацией 
деталей и узлов с целью получения готового изделия, удовлетворяющего заданным требованиям.

Технологическая операция сборки представляет собой закончен
ную часть технологического процесса, выполняемую непрерывно 
над сборочной единицей одним или группой рабочих на одном рабочем месте.

Переход сборочного процесса — это законченная часть сборочной 

операции, выполняемая над определенным сборочным соединением неизменным методом выполнения работы при использовании одних и тех же инструментов и приспособлений.

Процесс сборки состоит из следующих видов работ:

 
• подготовка деталей к сборке — различные слесарно-приго
ночные работы (опиливание, шабрение и др.), выполняемые 
при необходимости, окраска отдельных деталей, очистка и промывка деталей, смазывание сопрягаемых деталей, если это необходимо по техническим условиям, комплектация деталей 
по размерным группам и по массе, если этого требует технологический процесс сборки изделия;

 
• непосредственно сборочные операции, т.е. процессы соеди
нения сопрягаемых деталей и узлов с обеспечением правильного 
их взаимного положения и определенной посадки;

 
• регулировочные работы, проводимые в процессе сборки или 

после ее окончания с целью достижения требуемой точности 
взаиморасположения деталей в сборочной единице или изделии;

• контрольно-испытательные работы, выполняемые для проверки 

соответствия сборочных единиц или изделия параметрам, установленным чертежом или техническими условиями;

 
• демонтажные работы, в состав которых входят работы по ча
стичной разборке собранного изделия с целью его подготовки 
к упаковке и транспортированию к потребителю (применяется, 
как правило, при изготовлении крупных изделий).
По стадиям процесс сборки подразделяется на следующие виды.
Промежуточная сборка — сборка деталей, выполняемая для 

дальнейшей их совместной обработки, например: предварительная 
сборка корпуса редуктора с крышкой для последующей совместной 
обработки отверстий под подшипники, предварительная сборка 
шатуна с крышкой шатуна для обработки отверстия под шатунные 
шейки коленчатого вала и т.п.

Предварительная сборка — сборка деталей, составных частей или 

изделия в целом, которые в последующем подлежат разборке, например: предварительная сборка узла с целью определения размера 
неподвижного компенсатора.

Сборка под сварку — сборка заготовок для их последующей 

сварки. Процесс соединения деталей с помощью сварки в большинстве случаев является сборочным и может быть введен непосредственно в поток узловой или общей сборки. Большой объем 
сборочных работ с применением сварки выполняется при изготовлении, например, кузовов и кабин различных автомобилей. 
В процессе сварки основание, кабина и другие элементы кузова 
удерживаются в специальных приспособлениях фиксаторами, чем 
обеспечивается правильное положение элементов относительно 
друг друга.

Окончательная сборка — сборка изделия или его составной ча
сти, после которой не предусмотрена его последующая разборка 
при изготовлении. После окончательной сборки для некоторых изделий может следовать демонтаж изделия для его подготовки к упаковке и транспортированию к потребителю.

По методу образования соединений сборка подразделяется 

на следующие виды:

 
• слесарную сборку, т.е. сборку изделия или его составной части 

с помощью слесарно-сборочных операций;

 
• монтаж, т.е. установку изделия или его составных частей 

на место использования;

 
• электромонтаж, т.е. монтаж электроизделий или их составных 

частей, имеющих токоведущие элементы;

 
• сварку, пайку, клепку и склеивание.

1.1.3. Виды сборочных соединений

Соединения деталей при сборке могут быть неподвижными 

и подвижными, разъемными и неразъемными.

Разъемные соединения разбираются без повреждений деталей 

и особых затруднений, неразъемные соединения не могут быть разобраны без повреждений сопряженных элементов, разрушений 
скрепляющего шва или крепежных деталей. При неподвижном соединении собранные детали сохраняют неизменное взаимное положение. При подвижном соединении сопряженные детали могут взаимно перемещаться.

К неподвижным разъемным соединениям относятся резьбовые, 

шпоночные и шлицевые, выполненные с переходными посадками 
и посадками на конус, а также штифтовые соединения.

В резьбовых соединениях обычно используются шпильки, болты 

и винты. Шпильки применяют при непосредственном соединении 
плоских поверхностей или при соединении поверхностей с помощью прокладок, причем этому предшествует ввертывание шпилек в базовую деталь. При завинчивании шпилек обеспечивают 
перпендикулярность их осей к плоскости сопряжения и необходимую высоту выступающей над этой плоскостью части шпильки.

Болты применяют в случае, когда отверстия в сопрягаемых де
талях сквозные. Соединение винтами необходимо тогда, когда оно 
в процессе эксплуатации часто разбирается. Поэтому резьба для 
винтовых соединений выполняется менее плотной, чем в резьбовых соединениях шпильками.

В шпоночных соединениях используются клиновые, призмати
ческие и сегментные шпонки. При сборке с помощью клиновой 
шпонки ось охватывающей детали смещена относительно оси вала. 
Это смещение обусловлено зазором и является причиной радиального биения охватывающей детали. К тому же всегда имеет место 
расхождение в уклонах шпонки и паза охватывающей детали, что 
приводит к перекосу сопрягаемых деталей.

В соединениях с призматическими или сегментными шпонками 

сборка шпонки с валом производится с натягом, шпонка запрессовывается в паз вала.

Неподвижные шлицевые соединения выполняются с различ
ными посадками центрирующих элементов и бывают туго- и легкоразъемными. Тугоразъемное шлицевое соединение выполняют 
с нагревом охватывающей детали до 80—120°С. Нагрев уменьшает 
усилие напрессовки и, следовательно, обеспечивает более правильную посадку. При сборке легкоразъемных шлицевых соединений 
больших усилий напрессовки не требуется.

Штифтовые соединения выполняются при помощи конических 

и цилиндрических штифтов. Кроме соединения, штифты используются также для обеспечения необходимого взаимного положения 
собираемых деталей. При сборке деталей с сопрягаемыми коническими поверхностями отверстия под штифт должны обрабатываться в сборе с охватывающей деталью. В самой детали это отверстие может быть выполнено до сборки.

К неподвижным неразъемным соединениям относятся соединения 

с гарантированным натягом, развальцовывание, клепка, сварка, 
пайка, склеивание и холодная штамповка.

Соединения с гарантированным натягом выполняют с примене
нием прессовых посадок или теплового воздействия на собираемые 
детали. Детали, изготовленные по допускам прессовых посадок, собирают под давлением на прессе. В результате такого соединения 
деталей на их сопряженных поверхностях возникают значительные 
нормальные давления.

Если условия работы сопрягаемых деталей тяжелые, то сборку 

осуществляют путем теплового воздействия на них. Прочность посадки при этом в два раза превышает прочность обычных прессовых посадок. При осуществлении посадки тепловым воздействием 
на сопрягаемые детали микронеровности сцепляются, а не сглаживаются, как это имеет место при обычных соединениях. Тепловые 
посадки целесообразно применять также при больших диаметрах 
и малых длинах сопрягаемых деталей, так как при соединении таких деталей под прессом могут возникнуть перекосы. Примером 
тепловой посадки для такого типа деталей является соединение заготовок зубчатого венца и маховика двигателя.

Развальцовывание основано на пластическом деформировании 

одной из сопрягаемых деталей и применяется в том случае, когда 
требуется обеспечить плотное и герметичное соединение деталей. 
Оно выполняется специальным инструментом — развальцовкой — 
путем пластического деформирования одной из сопрягаемых деталей. Развальцовывание осуществляется на сверлильных станках 
и специальных установках.

Клепаные соединения используются в конструкциях, которые 

подвергаются воздействию высоких температур и коррозии, а также 
испытывающих ударные и вибрационные нагрузки.

Сварные соединения находят все более широкое применение 

при сборке машин, сокращая использование заклепочных соединений. Применение сварки экономит материал и снижает трудоемкость изготовления. Технологическая особенность процесса сварки 
позволяет вводить электросварочные машины непосредственно