Групповая и модульная технологии

Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана

Б.М. Базров, Р.З. Диланян, Г.Н. Мельников

ГРУППОВАЯ И МОДУЛЬНАЯ
ТЕХНОЛОГИИ

Допущено Учебно-методическим объединением вузов
по университетскому политехническому образованию
в качестве учебного пособия для студентов высших
учебных заведений, обучающихся по направлению
подготовки 150400 «Технологические машины
и оборудование» специальности 150401 «Проектирование
технических и технологических комплексов», а также
других технологических специальностей

Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2010

УДК 658.52.011(075.8)
ББК 32.965
Б17

Б17

Рецензенты: В.Ф. Безъязычный, В.М. Утенков

Базров Б.М.
Групповая
и
модульная
технологии :
учеб.
пособие
/
Б.М. Базров, Р.З. Диланян, Г.Н. Мельников. – М. : Изд-во
МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. – 92, [4] с. : ил.
ISBN 978-5-7038-3329-2
Изложены основы группового метода изготовления изделий. Рассмотрены 
особенности и приведены примеры проектирования групповых 
операций для различных видов оборудования. Большое внимание 
уделено моделированию процессов наладки и переналадки
станков, а также автоматизации группирования операций. Изложены
основные положения нового направления в технологии – модульной
технологии, основанной на представлении детали как совокупности
поверхностей, выполняющих определенные функции в изделии, и
разработке соответствующих модулей технологического обеспечения
их формирования при изготовлении.
Для студентов старших курсов МГТУ им. Н.Э. Баумана.

УДК 658.52.011(075.8)
ББК 32.965

ISBN 978-5-7038-3329-2
c⃝ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010

ВВЕДЕНИЕ

При технологической подготовке производства (ТПП) используют 
три вида технологических процессов (ТП): единичный, типовой, 
групповой.
В ГОСТ 3.1109-82 «Термины и определения основных понятий» 
приведены определения этих видов ТП.
Единичный ТП – процесс изготовления или ремонта изделия
одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от
типа производства.
Типовой ТП – процесс изготовления группы изделий с общими
конструктивными и технологическими признаками.
Групповой ТП – процесс изготовления группы изделий с разными 
конструктивными, но общими технологическими признаками.
Единичный ТП дает возможность учесть все особенности данной 
детали и эффективно осуществить ее изготовление в конкретных 
производственных условиях. Однако разработка единичного
ТП требует больших затрат времени и труда. В массовом производстве 
высокая трудоемкость тщательной разработки единичного
ТП оказывается оправданной так как она несопоставимо мала по
сравнению с трудоемкостью изготовления большего объема деталей 
данного наименования. Оправдывает себя в массовом производстве 
и применение специального оборудования, оснастки, отличающихся 
высокопроизводительными рабочими процессами.
Типизация ТП позволяет свести огромное количество процессов 
к минимуму и внести единообразие в обработку сходных деталей, 
использовать наиболее прогрессивные ТП и сократить сроки
ТПП, а также уменьшить количество типов средств технологического 
оснащения. Идею типизации ТП высказал впервые проф.
А.П. Соколовский [1], который предложил классификацию деталей, 
по конструктивным признакам предусматривающую 14 клас-

3

сов, характеризуемых общностью технологических задач, решаемых 
в условиях определенной конфигурации деталей. Она имеет
общемашиностроительный характер (валы, втулки, диски, рычаги
и т. д.) и может быть расширена в результате добавления новых
классов деталей, характерных для отдельных отраслей промыш-
ленности (например, турбинные лопатки, шариковые подшипни-
ки и т. д.). Деление классов на группы и подгруппы заканчива-
ется типом — совокупностью деталей одного класса, имеющих в
определенных производственных условиях одинаковый маршрут
типовых операций, характеризуемых единством содержания и по-
следовательности технологических переходов для группы деталей
с общими конструктивными и, соответственно, технологическими
признаками. В пределах типа допускаются некоторые отклонения
в порядке обработки, возможно исключение или добавление от-
дельных переходов и операций. Однако необходимо отметить, что
типовой ТП, приобретая универсальность, одновременно теряет
черты индивидуальности.
Использование типовых ТП для изготовления деталей наиболее
характерно для серийного и массового производства. В условиях
мелкосерийного производства при изготовлении деталей неболь-
шими партиями возникают большие потери времени, связанные с
переналадкой станков при переходе от изготовления одной детали
к другой. В этом случае целесообразно использовать групповой ме-
тод обработки, предложенный проф. С.П. Митрофановым [2—5].
В основе группового метода обработки лежит технологическая
классификация деталей, позволяющая сформировать группы дета-
лей с последующей разработкой технологии групповой обработки
их заготовок без переналадки или с минимальной переналадкой
оборудования. При групповой обработке под классом понимают
совокупность изделий, характеризуемых общностью типа обору-
дования, необходимого для их изготовления в целом или для об-
работки отдельных поверхностей заготовок, т. е. при групповой
обработке формируют классы деталей по видам обработки их за-
готовок (обработка на токарных станках, фрезерных, сверлильных
и других станках). Создание классов деталей является предвари-
тельным этапом подготовки групповой обработки. Конечный ре-
зультат классификации деталей — формирование технологических
групп заготовок. Основным признаком для объединения заготовок

4

деталей в группы по отдельным технологическим операциям явля-
ется общность обрабатываемых поверхностей или их сочетаний,
при этом в состав группы входят заготовки деталей различной кон-
фигурации.
Групповая обработка может ограничиваться отдельными груп-
повыми операциями или применяться для построения группового
ТП изготовление группы деталей в целом.
При проектировании отдельных групповых операций тех-
нологической группой называют совокупность заготовок дета-
лей, характеризуемых общностью оборудования, технологической
оснастки, наладки и технологических переходов используемых
при выполнении операции обработки. Группу заготовок создают
для выполнения групповой операции на одном и том же станке
при его неизменной наладке. В отдельных случаях при переходе
к обработке другой заготовки данной технологической группы
допускается незначительная подналадка станка (замена режущего
инструмента, сменных установочных или зажимных элементов
группового приспособления, перестановка линейных и диаме-
тральных упоров и т. п.), которая должна быть осуществлена с
минимальными затратами времени.
Совокупность групповых технологических операций, обеспе-
чивающих обработку различных заготовок технологической груп-
пы (или нескольких групп) по общему маршруту, представляет со-
бой групповой ТП. В этом случае некоторые заготовки или группы
заготовок могут пропускать отдельные операции.
В 70 — 80-е годы прошлого столетия проф. Б.М. Базровым [6, 7]
были сформулированы основные принципы построения нового ви-
да технологии – модульный ТП. Было введено понятие модуля
поверхностей (МП), под которым понимается сочетание поверх-
ностей (или отдельная поверхность), предназначенных выполнять
соответствующую функцию детали и придавать ей конструктив-
ную форму, обусловленную требованиями эксплуатации и изго-
товления. Для каждого МП создается соответствующий модуль
процесса изготовления. Таким образом, появляется возможность
разработки модульных ТП.
Модульный ТП изготовления детали – это ТП, построенный
из модулей процессов изготовления МП. Небольшая номенклату-
ра МП и ограниченное число их характеристик открывает путь к

5

типизации конструкций МП, унификации их характеристик и на
этой основе – к разработке унифицированных модулей технологи-
ческого обеспечения МП.
Процесс проектирования модульного ТП содержит элементы,
используемые при разработке единичного, типового и группового
ТП. Как и единичный ТП, модульный ТП учитывает при разра-
ботке технологии изготовления детали все особенности изделия.
При этом трудоемкость его разработки невысока, так как он стро-
ится методом компоновки из имеющихся модулей технологическо-
го обеспечения. Идея типизации в модульном ТП реализуется на
уровне модулей технологического обеспечения. При этом типиза-
ция осуществляется проще, поскольку МП в отличие от изделий
описываются небольшим числом характеристик. Схожесть с груп-
повой технологией проявляется в формировании групп из разных
деталей, имеющих при этом одинаковые МП.

Глава 1. РАЗРАБОТКА ГРУППОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОПЕРАЦИЙ

В условиях единичного, мелкосерийного и серийного произ-
водства возникают значительные потери времени на переналадку
оборудования при переходе от одной технологической операции к
другой. Эти потери зависят от подготовительно-заключительного
времени Тп.−з и размера партии деталей Nп, поскольку штучно-
калькуляционное время составляет:

tш.−кi = tш + Тп.−з
Nпi
,

где tш – штучное время на операцию.
Графически это представлено на рис. 1.1. Потери времени
на наладку оборудования стремятся сократить, увеличивая размер
партии, но при этом повышаются потери Пнз, связанные с незавер-
шенным производством, поскольку возрастают время нахождения
деталей и заготовок на складах в ожидании следующей операции
ТП, а, следовательно, и длительность производственного цикла
изготовления изделия. Указанное противоречие решает групповой
метод обработки, при котором наладка выполняется для изготовле-
ния не одной детали, а нескольких деталей, включенных в группу.
При этом для i-й деталеоперации

tш.−кi = tшi + Тп.−з
nгNпi
,

где nг — количество наименований деталей в составе группы.
Таким образом, появляется возможность эффективно работать
с малыми партиями заготовок, а подготовительно-заключительное
время Тп.−з для выполнения групповой операции распределяет-
ся на общее количество различных по конфигурации деталей nг

7

Рис. 1.1. Зависимость штучно-калькуляционного времени tш.−к от раз-
мера партии Nп:
1 — при изготовлении по единичным ТП; 2 — при изготовлении групповым ТП;
Пнз — потери от связывания оборотных средств в незавершенном производстве

наименований. При этом сокращаются как потери времени на на-
ладку оборудования, так и потери, связанные с незавершенным
производством.
Метод групповой обработки, созданный проф. С.П. Митрофа-
новым [2—5] для изготовления изделий сериями, можно сравнить
по своему значению с введением в начале XX в. поточного метода
в массовом производстве.
По ГОСТ 14.004–83 под групповой организацией производства
понимается форма организации производства, характеризуемая со-
вместным изготовлением или ремонтом групп изделий различной
конфигурации на специализированных рабочих местах. При этом
ТП (операции) разрабатывают для групп деталей, что резко умень-
шает количество разрабатываемых ТП и изготовляемой техноло-
гической оснастки. Технологический процесс становится унифи-
цированным для группы деталей различной конфигурации.

8

1.1. Технологическая классификация и группирование
объектов производства.

В основу группового метода положена технологическая клас-
сификация изделий, заканчивающаяся формированием технологи-
ческой группы. Если при типовой технологии в тип объединяются
детали по общности конфигурации, технологического маршрута и
содержания основных операций, то при групповой обработке груп-
па представляет совокупность деталей (заготовок), характеризуе-
мых общностью используемого при изготовлении оборудования,
оснастки, наладки всего ТП или операций.
Группу деталей (операций) создают для выполнения групповой
операции на одном и том же станке при неизменной наладке. Груп-
повая операция включает соответствующее число деталеопераций.
В отдельных случаях при переходе от изготовления одной детали
группы к другой (от одной деталеоперации к другой) допускает-
ся незначительная подналадка станка (замена отдельных режущих
инструментов, сменных установочных или зажимных элементов
группового приспособления, регулировка упоров и т. п.).
Совокупность групповых технологических операций, обеспе-
чивающих изготовление различных деталей группы (или несколь-
ких групп) по общему технологическому маршруту, представляет
собой групповой ТП. При изготовлении некоторых деталей или
их групп отдельные технологические операции могут быть про-
пущены.
Принципиальными основами группового метода [2—5] являются:

1) классификация и группирование деталей;
2) группирование операций и ТП;
3) разработка конструкций групповых приспособлений и другой 
технологической оснастки;
4) целевая модернизация и специализация оборудования;
5) внедрение подетально-специализированных цехов и участков 
и в отдельных случаях многономенклатурных групповых поточных 
линий;
6) создание системы оперативно-календарного планирования
производства, обеспечивающей запуск в производство комплектного 
состава деталей изделий в составе групп.

9

Основным признаком для объединения изделий (деталей, сборочных 
единиц) в группы является общность обрабатываемых поверхностей 
или их сочетаний при обработке или общность выполняемых 
соединений или работ при сборке. Поскольку из одних и
тех же поверхностей могут быть образованы различные детали,
то в состав группы включают детали различной конфигурации. В
этом смысле понятие группы деталей значительно шире понятия
типа деталей для типового ТП.
В качестве дополнительных признаков при группировании деталей 
используют:
• габаритные размеры деталей из условий обеспечения возможности 
изготовления на одинаковом оборудовании с применением
одинакового инструмента;
• конфигурация изделия и характер базовых поверхностей для
возможности обработки или сборки в одинаковом приспособлении;
• 
точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей деталей;
• 
одинаковость исходных заготовок и материала деталей;
• серийность, размеры партии, комплектность и некоторые другие 
организационно-плановые вопросы, определяющие одновременный 
запуск в производство.
Создание технологических групп деталей — это наиболее ответственный 
этап, требующий высокой квалификации, знания технологических 
возможностей оборудования, оснастки и определенных 
навыков.
Разработка групповых процессов изготовления деталей может
базироваться на трех методах группирования.
1. Группирование деталей по преобладающим видам обработки
(типам используемого оборудования) и общности наладки с разработкой 
комплексной детали.
2. Группирование деталей по комплексу признаков, в качестве
которых выступают общие элементарные поверхности и схемы
установки.
3. Группирование деталей по конструктивно-технологическому
сходству (группы валов, втулок, шестерен и т. д.), когда в основу
кладется типовой ТП с групповым содержанием операций.

10