Технологические процессы и их контроль

 
 
 
Ш. А. БУРЧАКОВ 
 
 
 
 
 
 
 
 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ  
И ИХ КОНТРОЛЬ 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2023 
1 

Рекомендовано к изданию  
учебно-методическим управлением 
КНИТУ-КАИ 
УДК  621.9 
ББК   34.5  
Б91 
 
 
Рецензенты: 
доктор технических наук, профессор (Казанский национальный 
исследовательский технологический университет, кафедра 
холодильной техники и технологий) И. Г. Хисамеев; 
главный конструктор, кандидат технических наук, профессор  
(научно-производственное предприятие «Авиатехника»)  
Б. А. Кесель  
 
 
Бурчаков, Ш. А. 
Б91 
 
             Технологические процессы и их контроль : учебное 
пособие / Ш. А. Бурчаков. – Москва ; Вологда : ИнфраИнженерия, 2023. – 388 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-1221-6 
 
Изложены теоретические и практические вопросы изготовления деталей машин. Рассмотрены вопросы контроля технологических процессов: контроль точности партии деталей на основе 
закона Гаусса, контроль правильности построения технологического 
процесса на основе размерного анализа. Изложены технологические 
процессы формирования качества поверхностного слоя: методы 
поверхностно-пластической деформации, обработка свободным абразивом. Рассмотрены процессы электроэрозионной и электрохимической размерной обработки. 
Для студентов, обучающихся по направлению 13.03.03 «Энергетическое машиностроение»; профиль подготовки: «Паро- и газотурбинные установки и двигатели», «Двигатели внутреннего сгорания». Может быть полезно студентам, обучающимся по направлениям 
15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника» 
по дисциплине «Технология машиностроения». 
 
УДК 621.9 
 
ББК 34.5  
 
 
ISBN 978-5-9729-1221-6 
© Бурчаков Ш. А., 2023 
 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
 
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
2 

 
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 
 
БДУ – беспыльное дробеструйное упрочнение 
ВАО – вибрационная обработка 
ГДУ – гидродробеструйное упрочнение 
ГИ – генератор импульсов 
ГТД – газотурбинный двигатель 
ДВС – двигатель внутреннего сгорания 
ДМУ – дробеметное упрочнение 
ДОС – датчики обратной связи 
ДУ – дробеструйное упрочнение 
ИБ – измерительная база 
КПД – коэффициент полезного действия 
ЛД – линейный двигатель 
МЭЗ – межэлектродный зазор 
МЭК – межэлектродный канал 
МЭП – межэлектродный промежуток 
ОБ – обработка дробью 
ОН – остаточные напряжения 
ОС – обрабатывающая среда 
ПАВ – поверхностно-активные вещества 
ПГДУ – пневмогидродробеструйное упрочнение 
ПДУ – пневмодробеструйное упрочнение 
ППД – поверхностно-пластическая деформация 
ПС – поверхностный слой 
ПТ – призма треугольная 
РЖ – рабочая жидкость 
РО – рабочий орган 
СОЖ – смазывающе-охлаждающая жидкость 
СПИД – станок-приспособление инструмент-деталь 
ТВЦ – ток высокой частоты 
УЗО – ультразвуковая обработка 
ЧПУ – числовое программное управление 
ШВП – шаровинтовая пара 
3 

 
ЭДС – электродвижущая сила 
ЭЗ – электрод-заготовка 
ЭИ – электроды-инструменты 
ЭИЛ – электроискровое легирование 
ЭКО – электроконтактная обработка 
ЭСП – эскиз совмещенных переходов 
ЭХО – электрохимическая обработка 
ЭХРО – электрохимическая размерная обработка 
ЭЭ – электрическая эрозия 
ЭЭО – электроэрозионная обработка 
4 

 
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ  
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН 
 
1.1. Основные понятия и определения 
 
Объектом машиностроительного производства является 
машина. Машина – технический объект, состоящий из взаимосвязанных функциональных частей (деталей, узлов, устройств, 
механизмов и др.), использующий энергию для выполнения возложенных на него функций. Деталь – это изделие, являющееся 
частью машины, или же какой-либо технической конструкции, 
изготавливаемое из однородного по структуре и свойствам материала без применения при этом каких-либо сборочных операций. Производственный процесс – это совокупность всех действий персонала и орудий труда, необходимых на данном предприятии, для изготовления продукции. Производственный 
процесс в машиностроении охватывает подготовку средств производства; организацию снабжения и обслуживания рабочих 
мест; все стадии изготовления деталей машин; сборку изделий; 
технический контроль на всех стадиях производства; управление всеми звеньями производства; все работы по технической 
подготовке производства. 
Частью производственного процесса является его техническая подготовка, включающая конструкторскую и технологическую подготовку, а также календарное планирование. Конструкторская подготовка производства – разработка конструкции изделия и создание чертежей общей сборки изделия, 
сборочных элементов и отдельных деталей, запускаемых в производство с оформлением соответствующих спецификаций и 
других видов конструкторской документации. Технологическая 
подготовка производства – совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятий (или предприятия) к выпуску изделий заданного уровня 
качества при установленных сроках, объеме выпуска и затратах. 
5 

 
К технологической подготовке производства относятся обеспечение технологичности конструкции изделия, разработка технологических процессов, проектирование и изготовление средств 
технологического оснащения, управление процессом технологической подготовки производства. Календарное планирование – 
планирование производственного процесса изготовления изделия в установленные сроки, в необходимых объемах выпуска и 
затратах. 
Основной частью производственного процесса является 
технологический процесс – часть производственного процесса, 
содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) 
определению состояния предмета труда [52]. 
Технологический процесс расчленяется на операции. Технологической операцией называется законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. 
При проектировании технологической операции решаются следующие вопросы: выбор оборудования, разработка последовательности переходов в операции, выбор средств технологического оснащения (СТО) операции, назначение и расчет режимов обработки, нормирование технологического процесса 
оформления технологической документации. 
Технологическая операция включает следующие элементы: технологический переход, вспомогательный переход, установ, позицию, базирование, закрепление, рабочий ход, вспомогательный ход, прием, наладку, подналадку [52]. 
Технологический переход – законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами 
технологического оснащения при постоянных технологических 
режимах и установке. 
Вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) 
оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств 
предметов труда, но необходимы для выполнения технологического перехода. 
6 

 
Установ – часть технологической операции, выполняемая 
при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или 
собираемой сборочной единицы. 
Позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования при 
выполнении определенной части операции. 
Закрепление – приложение сил и пар сил к предмету труда 
для обеспечения постоянства его положения, достигнутого при 
базировании. Рабочий ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением 
формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки. 
Вспомогательный ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода. 
Прием – законченная совокупность действий человека, 
применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением. 
Наладка – подготовка технологического оборудования и 
технологической оснастки к выполнению технологической операции. 
Подналадка – дополнительная регулировка технологического оборудования и (или) технологической оснастки при выполнении технологической операции для восстановления достигнутых при наладке значений параметров. 
В соответствии с ГОСТ [53], в зависимости от широты 
номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска 
изделий, современное производство подразделяется на различные типы – единичное, серийное (мелко-, средне- и крупносерийное) и массовое. Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций: Кзо = Р/О, где Р – число рабочих 
7 

 
мест, на которых выполняют технологические операции;  
О – число технологических операций. Коэффициент закрепления операций, в соответствии с ГОСТ [54], принимают для массового производства равным 1, для крупносерийного производства – свыше 1 до 10 включительно, для среднесерийного производства – свыше 10 до 20 включительно; для мелкосерийного 
производства – свыше 20 до 40 включительно. Единичное производство коэффициентом закрепления операций не нормируется. Оно определяется самим характером производства. 
Единичное производство – производство, характеризуемое 
малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматривается 
[53]. 
Для единичного производства характерны следующие основные технологические признаки: широкая номенклатуры изготовляемых или ремонтируемых изделий; малым объемом выпуска изделий; использование универсального оборудования и 
технологической оснастки; расположение оборудования по технологическим группам (токарный, фрезерный, сверлильный, 
зуборезный и т. п.). На рабочих местах выполняются разнообразные технологические операции; заготовки в процессе обработки переходят с одного участка на другой; заготовки невысокой точности с большими припусками (литье в землю, горячий 
прокат, поковки); требуемая точность достигается методом 
пробных ходов и промеров с использованием разметки; широко 
применяется пригонка по месту; квалификация рабочих очень 
высокая; технологический процесс обработки деталей в единичном производстве, как правило, не разрабатывается подробно, а 
ограничивается установлением перечня операций с указанием 
станков, приспособлений и инструментов; применяется опытностатистическое нормирование труда. Изделия изготавливаются 
по спецзаказам не для широкого потребления. Примерами является производство турбин для гидроэлектростанций, атомных 
реакторов, шагающих экскаваторов, ледоколов. 
8 

 
Серийное производство – производство, характеризуемое 
изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями [53]. Примерами таких изделий являются 
станки, авиационные двигатели, большегрузные автомобили, 
компрессоры и т. п. Серийное производство наиболее распространено в общем и среднем машиностроении: до 80 % продукции машиностроения это продукция серийного производства. 
В зависимости от количеств деталей или изделий в серии 
производство условно делят на мелко-, средне- и крупносерийное. Для серийного производства характерно: использование 
универсального, с ЧПУ и специализированного оборудования; 
применение нормального и специального режущего и измерительного инструмента; употребление специализированных приспособлений и частично разметки; внедрение полной и частичной взаимозаменяемости и до полного сокращения пригоночных 
работ; нормирование припусков; разработка детальных технологических процессов (маршрутных или маршрутно-операционных); наличие технического нормирования. 
При серийном производстве целесообразно применять 
предметную форму организации производства (участки обработки корпусных деталей, валов, втулок, зубчатых колес и т. п.). 
Станки располагаются в последовательности выполнения технологических операций, заготовки на каждом станке обрабатываются партиями. После обработки партия заготовок поступает 
к следующему станку или на промежуточный склад. В условиях 
среднесерийного производства оборудование может быть расположено в последовательности выполнения технологического 
маршрута с оснащением оборудования групповыми наладками 
оснастки с возможностями ее переналадки. 
Массовое производство – характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция [53]. 
9 

 
Массовое производство свойственно для автомобильной, 
автотракторной и шарикоподшипниковой промышленности, 
сельскохозяйственного машиностроения, приборостроения и др. 
Для него характерно:  
– выполнение на каждом рабочем месте только одной закрепленной за ним периодически повторяющейся операции;  
– использование специального и специализированного 
высокопроизводительного оборудования (станков-автоматов), 
которое расставляется по поточному принципу (т. е. по ходу 
технологического процесса) и во многих случаях связывается 
транспортирующими устройствами и конвейерами (применение 
агрегатных, автоматических и специальных станков, а также 
автоматических, роторных и роторно-конвейерных линий); 
– применение высокопроизводительных приспособлений 
специального назначения; наличие полной взаимозаменяемости 
и отсутствие разметки;  
– разработка подробного технологического процесса и ведение точного нормирования;  
– использование точных индивидуальных исходных заготовок с минимальными припусками на механическую обработку 
(литье под давлением и точное литье, горячая объемная штамповка и прессовка, калибровка и т. п.). На настроенных станках 
и автоматах работают рабочие-операторы сравнительно низкой 
квалификации. Одновременно в цехах трудятся высококвалифицированные наладчики станков, специалисты по электронной 
технике и пневмо-гидроавтоматике. Массовое производство 
возможно и экономически выгодно при выпуске большого количества деталей, конструкция которых не меняется в течение 
длительного срока (3–4 года и более). 
 
1.2. Точность в машиностроении 
 
Основные показатели качества машин определяются точностью их изготовления. Точность в машиностроении – это сте10