Основы механической обработки деталей. Точение и фрезерование

 
 
 
 
 
 
 
 
ОСНОВЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ  
ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ 
ТОЧЕНИЕ И ФРЕЗЕРОВАНИЕ 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2023 
 
1 
 

УДК 621.9 
ББК 34.63 
О-75 
 
 
Авторы: 
Бойцов А. Г., Высоцкая В. И., Курицын Д. Н., Маликов С. Б., Пискарёв А. С. 
 
Рецензенты: 
канд. техн. наук, заведующий кафедрой технологий и оборудования  
машиностроения Московского политехнического университета  
(Московский политех) Александр Николаевич Васильев; 
канд. техн. наук, руководитель испытательного центра  
АО «Научно-исследовательский институт природных, синтетических алмазов  
и инструмента» («ВНИИАЛМАЗ») Михаил Игоревич Шкарупа 
 
 
 
 
О-75  
Основы механической обработки деталей. Точение и фрезерование : учебное пособие / [Бойцов А. Г. и др.]. - Москва ; Вологда : ИнфраИнженерия, 2023. - 152 с. : ил., табл.  
ISBN 978-5-9729-1405-0 
 
Представлены конструкции фрезерных металлорежущих станков, 
инструменты и приспособления для фрезерования. Рассмотрены способы 
обработки точением. Показан расчет параметров процесса резания заготовок на фрезерных станках. 
Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки: 24.03.01 
«Ракетные комплексы и космонавтика», 24.03.04 «Авиастроение», 24.03.05 
«Двигатели летательных аппаратов». 
 
УДК 621.9 
ББК 34.63 

 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1405-0 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
 
2 


 
 
ВВЕДЕНИЕ 
 
Механическая обработка - обработка изделий из стали и других материалов с помощью механического воздействия с применением резца, сверла, фрезы 
и другого режущего инструмента. 
Механическая обработка является основным технологическим процессом, 
позволяющим получить наибольшую точность и наименьшую шероховатость 
поверхностей деталей машин. 
В отличие от других видов обработки, механическая обработка металла никак не влияет на внутреннюю структуру металла или сплава, а лишь изменяет ее 
размеры и конфигурацию. Суть механической обработки - это подгон упрочненной детали под необходимые, заданные по чертежу, размеры. Полученные после 
такой обработки детали имеют идеальную форму, точные размеры и ровную поверхность, строго соответствующие чертежу. 
Для проведения механической обработки металла используют режущий 
инструмент и металлорежущие станки. 
Процесс обработки осуществляется на металлорежущих станках, в установленном порядке согласно технологическому процессу. 
Механическая обработка выполняется на токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных, хонинговальных и других металлорежущих станках. 
Механическая обработка металла может проводиться с использованием 
различного металлорежущего инструмента и в зависимости от него можно выделить несколько видов механического воздействия на деталь: обработка резанием; обработка с пластической деформацией; обработка с использованием метода деформирующего резания и электрообработка. 
В зависимости от инструмента, используемого для механической обработки металла, выделяют несколько видов обработки резанием: точение; фрезерование; сверление; строгание; долбление; шлифование и протягивание. 
Точение является одним из наиболее распространенных методов изготовления деталей типа тел вращения (валов, дисков, осей, пальцев, цапф, фланцев, 
колец, втулок, гаек, муфт и др.) на токарных станках. 
Разновидности точения: 
௅ Обтачивание - обработка наружных поверхностей. 
௅ Растачивание - обработка внутренних поверхностей. 
௅ Подрезание - обработка плоских торцевых поверхностей. 
௅ Резка - разделение заготовки на части или отделение готовой детали  
от заготовки. 
3 


Способы обработки точением подразделяются: 
1. В зависимости от расположения поверхности обработки: 
௅ наружное точение; 
௅ растачивание. 
2. В зависимости от характера обрабатываемой поверхности: 
௅ обтачивание цилиндрических поверхностей; 
௅ торцевое точение; 
௅ обработка отверстий; 
௅ обработка эксцентрических тел вращения; 
௅ обработка профилей; 
௅ обработка фасонных поверхностей. 
3. В зависимости от направления подачи: 
௅ продольное точение; 
௅ поперечное точение. 
4. В зависимости от чистоты обработки поверхности: 
௅ черновое; 
௅ получистовое, чистовое и тонкое точение. 
 
 
4 


ЧАСТЬ I. ТОЧЕНИЕ 
 
1. ОСНОВЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ РЕЗАНИЕМ 
 
1.1. Формообразующие движения резания 
 
Процесс резания, в том числе точение, осуществляется при наличии относительных движений заготовки и режущего инструмента. Для формообразования поверхностей служат рабочие (основные) движения. Их может быть одно, 
два и более. 
Рабочие движения делят на главное движение резания и движение подачи. 
Главным движением резания называют движение, обеспечивающее деформирование материала и срезание с заготовки припуска. Главное движение резания обозначают Dr (рис. 1.1). Оно характеризуется максимальной скоростью резания V, м/с. В зависимости от вида обработки главное движение резания может 
быть как поступательным, так и вращательным. Его могут совершать как заготовка, так и инструмент. 
 
 
Рис. 1.1. Схема обработки точением 
 
Движение подачи обеспечивает непрерывность процесса резания. Одновременно в процессе резания могут участвовать одна или несколько подач. Движения подачи имеют меньшую скорость, чем скорость главного движения резания. В зависимости от вида обработки движение подачи может быть поступательным, вращательным, возвратно-поступательным, непрерывным, прерывистым. Его могут совершать как заготовка, так и инструмент. Движение подачи 
5 
 

обозначают DS с указанием русскими буквами направления подачи, например, 
DSпр - продольная, DSп - поперечная, DSкр - круговая и др. 
 
 
1.2. Рабочие движения при токарной обработке 
 
Главное движение резания - вращательное движение заготовки Dr 
(рис. 1.2). Оно определяет скорость резания. 
 
Рис. 1.2. Рабочие движения при токарной обработке 
 
Движения подач - придаются инструменту. 
Виды подач при точении: 
- продольная DSпр - вдоль оси заготовки; 
- поперечная DSп - перпендикулярной оси; 
- наклонная DSн - под заданным углом к оси. 
 
Схемы обработки точением 
№ 
п/п 
Схема обработки 
Описание обработки 
1 
Схема обработки цилиндрической  
поверхности токарным проходным резцом 
 
6 


Схема нарезания наружной резьбы резьбовым  
резцом. Профиль резца в плане определяет форму 
резьбы (метрическая, трубная, трапециидальная, 
упорная, круглая и т. д.). Продольная подача при 
такой обработке равна шагу нарезаемой резьбы. 
Обычно резьба нарезается за несколько проходов 
3 
 
Схема обработки конических поверхностей  
(для получения конуса ось вращения детали  
повернута относительно направления подачи  
на требуемый угол, для этих целей  
используется смещение задней бабки  
токарного станка) 
4 
Растачивание сквозного отверстия расточным 
проходным резцом 
 
5 
Растачивание глухого отверстия расточным  
проходным упорным резцом 
 
6 
Схема обработки конических поверхностей  
(для получения конуса используется наклонная 
подача) 
 
7 
Точение канавки канавочным резцом  
с поперечной подачей 
 
8 
Точение канавки канавочным фасонным  
резцом с поперечной подачей 
 
7 


Обработка фаски 
 
10 
Отрезка обработанной детали 
 
11 
Подрезка торца 
 
12 
Растачивание внутреннего конуса  
с наклонной подачей 
 
 
 
1.3. Поверхности при резании 
 
Заготовки, предназначенные для изготовления деталей машин, имеют исходные поверхности. В процессе обработки резанием с заготовки, слой за слоем, 
срезается припуск на обработку. За первый проход режущего инструмента вместе с поверхностным слоем с заготовки срезается и ее исходная поверхность. При 
этом на заготовке образуется новая поверхность. За второй проход того же или 
другого режущего инструмента с заготовки срезается второй слой материала и 
вместе с ним поверхность, образованная во время первого прохода инструмента. 
После второго прохода на заготовке опять образуется новая поверхность. 
При обработке резанием различают поверхности: обрабатываемую 1, с которой удаляется слой материала, обработанную 3, с которой удален слой материала, и поверхность резания 2, которая является переходной между поверхностями 1 и 3 и существует только в момент резания (см. рис. 1.1). 
8 


 
 
2. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ТОКАРНЫХ РАБОТ 
 
Основные виды токарных работ: 1 - сверление, зенкерование и развертывание отверстий, 2 - растачивание внутренних поверхностей, 3 - подрезание 
торца, 4 - нарезание резьбы, 5 - обтачивание - обработка наружных поверхностей, 6 - обработка фасонных поверхностей, 7 - отрезка, представлены на 
рис. 2.1. 
 
 
Рис. 2.1. Основные виды токарных работ 
9 
 

 
 
3. РЕЖИМЫ  
ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ 
 
Элементами режима резания являются: глубина резания, подача и скорость 
резания. 
Глубина резания t (мм) - расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по нормали к последней. При точении - это толщина слоя металла, срезаемого за один проход резца. При обтачивании, растачивании и рассверливании: 
t = (D - d) / 2, 
где D - наибольший диаметр касания инструмента с деталью, мм; 
d - наименьший диаметр касания инструмента с заготовкой, мм. 
При сверлении 
t = D/2, 
где D - диаметр отверстия, мм. 
При отрезании и вытачивании канавки глубина резания соответствует ширине прорези, выполняемая резцом за один проход. 
Подача S (мм/об) - величина перемещения инструмента за один обо- 
рот заготовки. Различают продольную, поперечную и наклонную подачи  
в зависимости от направления перемещения резца. Рекомендуется для дан- 
ных условий обработки выбирать максимально возможную величину пода- 
чи. 
Скорость резания V (м/мин) - путь, который проходит наиболее удаленная от оси вращения точка поверхности резания относительно режущей кромки 
в направлении главного движения в единицу времени. Скорость резания для 
станков с главным вращательным движением (токарных, сверлильных, фрезерных) подсчитывается по формуле 
V = ʌ ఋ D ఋ n / 1000 § D ఋ n / 320, 
где D - наибольший диаметр заготовки при токарной обработке, мм; 
n - частота вращения заготовки или инструмента, об/мин; 
ʌ - константа, 3,14. 
 
10