Технология машиностроения

ТЕХНОЛОГИЯ 

МАШИНОСТРОЕНИЯ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

И.С. ИВАНОВ

2-е издание, переработанное и дополненное

Допущено 

учебно-методическим объединением по образованию  

в области технологии и конструирования изделий легкой промышленности  
в качестве учебного пособия для бакалавров и магистров высших учебных 

заведений по направлению подготовки 15.04.02 «Технологические машины  

и оборудование» (профиль «Машины и аппараты текстильной  

и легкой промышленности»)

Москва 

ИНФРА-М

2024

УДК 621(075.8)
ББК 34.5я73
 
И20

ISBN 978-5-16-010941-1 (print) 
ISBN 978-5-16-102918-3 (online)
© Иванов И.С., 2009, 2016

Иванов И.С. 
Технология машиностроения : учебное пособие / И.С. Иванов. — 
2-е изд., перераб. и доп. — Москва : ИНФРАМ, 2024. 
— 240 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — 
DOI 10.12737/13325.

ISBN 978-5-16-010941-1 (print) 
ISBN 978-5-16-102918-3 (online)
Изложены основные положения технологии машиностроения, 
рассмотрены вопросы технологичности конструкции изделий и деталей, 
методы получения заготовок деталей машин и расчета припусков, 
вопросы базирования деталей машин и расчет погрешностей базирования, 
вопросы точности и надежности механической обработки, виды 
погрешностей и расчет суммарной погрешности обработки, качество 
поверхностного слоя и технологические методы его улучшения, методы 
расчета и проектирования технологической оснастки. Приведена 
методика разработки технологических процессов механической обработки 
и сборки.
 Книга соответствует курсу лекций, которые читаются в вузах по 
машиностроительным специальностям. 
УДК 621(075.8) 
ББК 34.5я73

И20

Р е ц е н з е н т ы:
О.Н. Новиков — д-р техн. наук., профессор кафедры сертификации, стандартизации  
и управления качеством производства нефтегазового оборудования РГУ нефти и газа 
им. И.М. Губкина;
В.У. Мнацаканян — д-р техн. наук., профессор кафедры «Технология машиностроения 
и ремонт горных машин» НИТУ «МИСиС»

Подписано в печать 27.07.2016.  
Формат 60×90/16. Бумага офсетная. Гарнитура Newton.  
Печать цифровая. Усл. печ. л. 15,0.
ПТ10.

ТК 112850-673022-250915
ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1
Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29
E-mail: books@infra-m.ru                 http://www.infra-m.ru

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

Отпечатано в типографии ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1
Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29

ВВедение

Нет ни одной отрасли человеческой деятельности, которая не была 

бы связана с машиностроением — основой для развития всех отраслей 
народного хозяйства. Машиностроение в промышленно-развитых странах 
занимает от 35 до 55% общего промышленного производства. Причем 
эти 35–55% промышленного производства обеспечивает 10% трудоспособного 
населения, занятого в промышленности, в то время как 
в России это соотношение 20% к 30% соответственно. В настоящее 
время машиностроение в России находиться в жестоком кризисе. Это 
обусловлено прежде всего сжатием платежеспособного спроса предприятий. 
Происходит примитивизация структуры спроса на машиностроительную 
продукцию, выражающаяся в более значительном сокращении 
спроса на сложную продукцию, изготовленную с применением 
высоких технологий. Тем не менее развитие отечественного машиностроения, 
а не импорт машин, является единственно правильным направлением 
в прогрессивном развитии промышленности. За последние 
годы машиностроительные компании приносят всего около 20% ВВП. 
Еще более удручающие данные свидетельствуют о явном кризисе в реальном 
секторе: рост импорта машиностроительной продукции в Россию 
в несколько раз превысил темп роста отечественного машиностроительного 
производства. Выпуск продукции выше уровня 1991 г. в настоящее 
время только в трех секторах экономики: в добыче 
энергоносителей (на 11%), в целлюлозно-бумажной промышленности 
и издательской деятельности (на 6%). А в целом показатели объемов 
выпуска в обрабатывающей промышленности составляют сейчас лишь 
45% от уровня 1991 г. При этом производство тракторов сократилось 
примерно в 14 раз, металлорежущих станков — в 11 раз, прядильных 
машин — в 50 раз, а ткацких станков — в 127 раз. Практически потеряны 
целые отрасли машиностроения, такие как текстильное и легкое 
машиностроение, сельскохозяйственное машиностроение, производство 
двигателей, производство пассажирских самолетов, станкостроительное 
машиностроение и др. 

В результате бездумной национальной политики в отношении ма-

шиностроения в 90-х годах, а вернее — ее отсутствия, к настоящему 
времени сложилась ситуация, когда промышленники уже не в состоянии 
поправить положение сами — без поддержки государства.

В последнее время много говорится о возрождении предприятий 

оборонно-промышленного комплекса. Может быть, на основе их возрождения 
и другие отрасли машиностроения получат свое развитие. 

Зарождение технологии машиностроения как отрасли науки необ-

ходимо отнести к периоду появления трудов, содержащих описание 
опыта производства машин. Потребности развивающегося машиностроительного 
производства вызвали появление  новой технической 
науки, получившей в дальнейшем название «Технология машиностроения». 
Слово «технология» греческого происхождения и образовано 

3

из двух греческих слов: techne — искусство, мастерство, умение и logos — слово, учение.

Технология машиностроения — ключевое звено машиностро-

ения — решает, как и какими средствами изготавливать высококачественные 
машины с минимальными затратами.

В развитие науки о технологии машиностроения большой вклад 

внесли русские ученые. В 1804 г. академик О.М. Севергин сформулировал 
первые положения о технологии и определил, что «технология — 
наука о ремеслах и заводах». В 1817 г. профессор Московского 
университета И.А. Двигубский издал книгу «Начальные основания 
технологии как краткое описание работ на заводах и фабриках производимых».


Первым капитальным трудом по технологии металлообработки 

является трехтомник профессора Петербургского горного института 
И.А. Тиме «Основы машиностроения. Организация машиностроительных 
фабрик в техническом и экономическом отношении и производства 
в них работ» (1885). Теоретические основы технологии и 
металлообработки изложены профессором Московского высшего технического 
училища А.П. Гавриленко, создавшим курс «Технология 
металлов».

Дальнейшее формирование и развитие этого предмета отражено в 

трудах Н.А. Бородачева, К.М. Гладкова, Ф.С. Демьянюка, А.Н. Каши-
рина, В.М. Кована, Э.А. Сателя, А.П. Соколовского, А.Б. Яхина, 
Б.С. Балакшина, В.С. Корсакова, С.А. Картавова, М.Г. Егорова, 
В.И. Комиссарова, А.А. Маталина, С.Г. Митрофанова, А.В. Подзея, 
П.И. Ящерицына и других ученых.

В современном понятии технология машиностроения — наука об 

изготовлении машин требуемого качества в установленном производственной 
программой количестве и в заданные сроки при наименьших 
затратах живого и овеществленного труда, т.е. при наименьшей себестоимости. 
Технология машиностроения занимается вопросами типовой 
и групповой обработки деталей машин, жесткостью технологической 
системы, точностью процессов механической обработки, погрешностями 
технологической оснастки и оборудования, влиянием механической 
обработки на состояние металла поверхностных слоев заготовок, 
эксплутационных свойств деталей машин, методами расчета припусков 
на обработку, путями повышения производительности и экономичности 
технологических процессов и др.

Технология машиностроения — прикладная наука, вызванная 

к жизни потребностями развивающейся промышленности.

Профессор А.П. Соколовский писал: «Учение о технологии роди-

лось в цехе и не должно порывать с ним связи. В противном случае 
работа технолога станет академической и бесплодной».

Как учебная дисциплина высшей школы технология машиностроения 

ограничивается вопросами механосборочного производства.

1. ПроизВодстВенные и технологические 

Процессы В машиностроении

1.1. Машина как объект производства

Машина — это механизм или сочетание механизмов, осуществля-

ющих целесообразные движения для преобразования энергии, материалов 
и информации или производства работ. В зависимости от 
основного назначения различают два класса машин: машины — двигатели, 
с помощью которых один вид энергии преобразуется в другой, 
удобный для использования; рабочие машины (машины — орудия), 
с помощью которых производится изменение формы, свойств 
и положения объекта труда. Каждая машина предназначена для выполнения 
определенных функций в определенном (заданном) диапазоне 
изменения условий ее эксплуатации. Производство, связанное 
с изготовлением машин, называют машиностроительным. Главная 
цель машиностроительного производства — изготовление машин 
заданного качества в необходимом количестве, в заданные сроки и 
при наименьших затратах материалов, энергии, труда и иных ресурсов.


Машины, механизмы и установки, их агрегаты или детали в про-

цессе производства их на машиностроительном предприятии являются 
изделиями.

Изделие — предмет или набор предметов производства, подлежа-

щих изготовлению на предприятии. Изделием может быть машина, 
ее элементы в сборке и даже отдельная деталь в зависимости от того, 
что является продуктом конечной стадии данного производства. Например, 
для станкостроительного завода изделием является металлорежущий 
станок; для завода чесальных машин — чесальная машина; 
для завода поршней — поршень.

Изделия в зависимости от их назначения делят на изделия основ-

ного и вспомогательного производства. К изделиям основного производства 
относятся изделия для поставки (реализации), а к изделиям 
вспомогательного производства — изделия, предназначенные 
только для собственных нужд изготовляющего их предприятия. 
ГОСТом (3.1109-82) установлены перечисленные ниже виды изделий.


Деталь — изделие, изготовленное из однородного по наименова-

нию и марки материала без применения сборочных операций (например, 
валик из одного куска металла, литой корпус и т.п.). Характерный 
признак детали — отсутствие в ней разъемных и неразъемных 
соединений. Деталь — комплекс взаимосвязанных поверхностей, 
выполняющих различные функции при эксплуатации машины, к ко-

5

торым предъявляются различные требования качества. Высокие требования 
предъявляются к качеству изготовления сопрягающихся и 
функциональных поверхностей детали.

Сопрягающиеся поверхности при эксплуатации машины сопри-

касаются с соответствующими поверхностями других деталей. Примеры 
таких поверхностей: поверхности посадочных шеек валов, 
плоскости разъемов, хвостовик турбинной лопатки.

Функциональные поверхности детали предназначены для выпол-

нения определенных функций при эксплуатации машины (поверхность 
шкива, соприкасающаяся с приводным ремнем; перо рабочей 
лопатки турбины; зубчатый профиль колеса и т.д.).

Существуют и несопрягающиеся поверхности, служащие лишь для 

оформления требуемой конфигурации детали. Они часто не обрабатываются 
или обрабатываются с пониженной точностью для предотвращения 
отрыва от необработанной поверхности окалины или для 
уравновешивания и балансировки быстро вращающихся деталей.

Сборочная единица — часть изделия; собирается отдельно и в даль-

нейшем участвует в процессе сборки как одно целое; в зависимости 
от конструкции может состоять либо 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; 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 
выше деление изделия на составные части производится по технологическому 
признаку.

Важнейшая характеристика современных машин — их качество. 

В соответствии с ГОСТ 15467-79 под качеством продукции понимается 
совокупность свойств, обусловливающих ее пригодность удовлетворять 
определенным потребностям в соответствии с ее назначением. 
Качество машины принято характеризовать системой показателей, 
устанавливаемых действующими стандартами.

Наиболее важные показатели качества: технический уровень ма-

шины, ее надежность, эргономические и эстетические характеристики. 
Технический уровень (мощность, КПД, производительность, 
точность работы, степень автоматизации, экономичность и др.) 
определяет степень совершенства машины. Надежность — комплексное 
свойство, включающее безотказность, долговечность, ремонтопригодность 
и сохраняемость. Надежность — свойство машины 
сохранять исправное и работоспособное состояние в течение 
определенного промежутка времени.

6

1.2. производственный и технологические 

процессы в Машиностроении и их структура

Производственный процесс — совокупность всех действий людей 

и орудий производства, необходимых на данном предприятии для 
изготовления или ремонта выпускаемых изделий, — в машиностроении 
охватывает: подготовку средств производства и организацию 
обслуживания рабочих мест; получение и хранение материалов 
и полуфабрикатов; все стадии изготовления деталей машин, сборку 
изделий; транспортирование материалов, заготовок деталей, готовых 
изделий и их элементов; технический контроль на всех стадиях производства; 
упаковку готовой продукции; другие действия, связанные 
с изготовлением выпускаемых изделий. 

Технологический процесс — часть производственного процесса, 

включающая в себя последовательное изменение размеров, формы, 
внешнего вида или внутренних свойств предмета производства и их 
контроль. Технологические процессы строятся по отдельным методам 
их выполнения (процессы механической обработки, сборки, 
литья, термической обработки, покрытий и т.п.).

Технологическая операция — законченная часть технологического 

процесса, выполняемая непрерывно на одном рабочем месте, над 
одним или несколькими одновременно обрабатываемыми или собираемыми 
изделиями, одним или несколькими рабочими.

Условие непрерывности операции означает выполнение преду-

смотренной ею работы без перехода к обработке другого изделия. 
Заготовка может быть передвинута или переставлена, но до обработки 
следующей заготовки все действия, связанные с обработкой 
этой заготовки, относятся к одной операции. Например, втулку 
можно обработать за одну операцию, обтачивая поверхность с одной 
стороны, переставляя в патроне и обтачивая поверхность с другой 
стороны. Если все втулки данной партии обтачивают с одной стороны, 
затем обтачивают все втулки с другой стороны, то обработка 
ведется в две операции. 

Требуется отработать на токарном станке втулку (рис 1.1). Воз-

можны два основных варианта обработки.

Токарная обработка заготовки состоит из одной операции, вы-

полняемой за две установки. При первой установке заготовку закрепляют 
в трехкулачковом патроне, обрабатывают поверхности 1–3 
(рис. 1, а). Затем заготовку переворачивают, закрепляют за обработанную 
поверхность 3 (рис. 1, б) и обрабатывают поверхности 4–6, 
после чего заготовку снимают со станка.

Токарная обработка заготовки осуществляется в две операции. 

У всех заготовок, входящих в серию, обрабатывают поверхности 1–3 
(рис. 1, а). Каждую заготовку после обработки указанных поверхно-

7

стей не переустанавливают, как это было в первом варианте, а снимают 
со станка (первая операция). Затем при схеме установки, показанной 
на рис. 1, б, у всех заготовок серии обтачивают поверхности 
4–6 (вторая операция). Обработка по второму варианту выгодна при 
серийном производстве, так как настройку кулачков патрона для 
зажатия заготовки по другому диаметру производят 1 раз для всей 
серии.

Технологическая операция — основная единица производствен-

ного планирования и учета. На основе операций определяется трудоемкость 
изготовления изделий и устанавливаются нормы времени 
и расценки; задается требующееся количество рабочих, оборудования, 
приспособлений и инструментов; определяется себестоимость 
обработки; производится календарное планирование производства 
и контроль качества сроков выполнения работ. 

Наименование операции присваивается по виду оборудования, на 

котором она выполняется.

Операции следует нумеровать числами ряда арифметической про-

грессии (5, 10, 15, 20…). Допускается к числам добавлять слева нули.

Установ — часть технологической операции, выполняемая при 

неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой 
сборочной единицы.

Необходимо фрезеровать три поверхности заготовки, установ-

ленной на столе горизонтально-расточного станка (рис. 1.2). Заготовку 
необходимо обработать с трех сторон. Однако переустанавливать 
ее не нужно, так как стол расточного станка поворотный. Поверхности 
1–3 обрабатывают за одну установку, но в трех позициях. 
Заготовку поворачивают из одного рабочего положения в другое 
вместе со столом без освобождения зажимов.

Рис. 1.1. Схемы установки втулки для обработки на токарном станке

8

Установы следует нумеровать прописными буквами русского ал-

фавита (А, Б, В, Г…).

Позиция — фиксированное положение, занимаемое неизменно 

закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной 
единицей совместно с приспособлением относительно инструмента 
или неподвижной части оборудования для выполнения определенной 
части операции.

Примерами могут служить обработка вала на фрезерно-центро-

вальном станке (рис. 1.3), обработка деталей на многошпиндельных 
станках. 

Рис. 1.2. Обработка детали за два установа

Рис 1.3. Обработка торцев и центрование

9

На рис. 1.4 показано фрезерование поверхностей 1 и 2 в двух по-

зициях. Заготовка закреплена на поворотной части 3 приспособления 
4. Обработав поверхность 1 (1-я позиция), заготовку, не раскрепляя, 
поворачивают на 180°, фиксируют фиксатором 5 и фрезеруют 
поверхность 2 (2-я позиция).

Для обозначения позиций и осей допускается принять римские 

цифры.

Технологический переход — законченная часть технологической 

операции, выполняемой над одной или несколькими поверхностями 
заготовки, одним или несколькими одновременно работающими 
инструментами без изменения или при автоматическом изменении 
режимов работы станка.

В токарной операции, эскиз которой изображен на рис. 1.5, а, 

выполняются два технологических перехода. Такие переходы называют 
простыми или элементарными. Совокупность переходов, когда 
в работе одновременно участвуют несколько инструментов, называют 
сложным переходом (рис. 1.5, б).

Технологические переходы могут выполняться последовательно 

(см. рис. 1.5, а) или параллельно-последовательно (см. рис 1.5, б). 
Операция может состоять как из одного, так и из нескольких техно-

Рис. 1.4. Обработка уступа в двух позициях

Рис. 1.5. Эскиз токарной обработки:

а — простые переходы; б — сложные переходы

10