Е.В. Романов

Методология технологического 

проектирования. Часть I

Москва

Инфра-М

2016

Е.В. Романов

Методология технологического 

проектирования. Часть I

Москва

Инфра-М; Znanium.com

2016

Романов, Е.В.

Методология технологического проектирования. Часть I: Учеб. пособие

/ Е.В. Романов. – М.: Инфра-М; Znanium.com, 2016. – 186 с.

ISBN 978-5-16-104300-4 (online)

В 
пособии 
в 
систематизированной 
последовательности 
излагаются 

принципы и методы проектирования технологических процессов изготов-
ления деталей машин. Особое внимание уделено вопросам анализа исход-
ной технологической документации. Пособие рассчитано на студентов тех-
нологических факультетов педвузов, машиностроительных специальностей 
технических вузов.

ISBN 978-5-16-104300-4 (online)
© Е.В. Романов, 2016

© МаГУ, 2003

ВВЕДЕНИЕ

Повышение требований к качеству деталей машин вызывает 

необходимость поиска новых высокопроизводительных методов 
обработки поверхности, обеспечивающих изготовление детали в 
соответствии с предъявляемыми требованиями.

Одной из основных завершающих стадий изготовления дета-

лей машин является механическая обработка поверхностей заго-
товок – совокупность процессов с отделением или без отделения 
материала заготовки, позволяющих достигнуть высоких показа-
телей качества машины. К процессам, осуществляющимся без от-
деления материала заготовки, относятся широко распространен-
ные в последние годы методы окончательной обработки металли-
ческих заготовок путем пластического деформирования без снятия 
стружки.

Для обработки плохо поддающихся резанию материалов и по-

лучения сложных криволинейных полостей экономически выгод-
ным становится применение методов непосредственного воздей-
ствия на заготовку электрической, химической, звуковой, световой 
и других видов энергии. Успешно внедряются физические и хими-
ческие методы, обеспечивающие изготовление деталей требуемой 
конфигурации практически из любых твердых материалов.

Вместе с тем, основным способом формообразования, обеспе-

чивающим получение требуемой детали, является резание – вид 
механической обработки, заключающийся в отделении от заготов-
ки части материала (превращающегося в стружку) посредством 
лезвийного или абразивного инструмента.

Обработка материалов резанием ведет свою историю с древ-

нейших времен: в примитивном приспособлении вращение заго-
товки осуществлялось вручную, обработка велась кремниевым 
резцом. В XII в. появились первые токарные и сверлильные станки 
с ручным приводом, принцип действия которых в основном соот-
ветствует применяемым сегодня.

Развитие станкостроения в России началось во время правле-

ния Петра I. Появление первых отечественных станков связано с 
именем талантливого мастера-самоучки А.К. Нартова. В 1788 г. 
А.К. Нартов создал первый в мире токарно-винторезный станок с 
механическим суппортом и сменными зубчатыми колесами.

Значительный вклад в развитие металлообработки внес 

М.В. Ломоносов. Он построил и применил в своих мастерских 
оригинальные шлифовальные и другие станки. В ряду создателей 
новых конструкций почетное место занимают русские инженеры и 
изобретатели И. Осипов, М. Сидоров, И. Ползунов, И. Кулибин, 
П. Захава, В. Игнатов, Г. Горохов.

Начало изучения технологических процессов изготовления 

деталей, т.е. рациональных способов обработки заготовок на стан-
ках, обеспечивающих получение готового изделия, соответствую-
щего заданным требованиям, относится к первым годам нашего 
столетия. В 1804 г. академик В. М. Севергин сформулировал ос-
новные положения о технологии процессов. Первым капитальным 
трудом по технологии металлообработки стал трехтомник профес-
сора И. А. Тиме «Основы машиностроения. Организация машино-
строительных фабрик в техническом и экономическом отношении 
и производстве в них работ» (1885 г.). Автор этого труда впервые 
сформулировал основные законы резания, его исследования легли 
в основу науки о резании металлов.

После Октябрьской революции для создания теоретических 

основ технологии машиностроения большое значение имели рабо-
ты Н.А. Бородачева по анализу качества и точности производства; 
К.В. Вотинова, осуществившего обширные исследования жестко-
сти системы станок – приспособление – инструмент – заготовка
и ее влияние на точность обработки; А.А. Зыкова и А.Б. Яхина, 
положивших начало научному анализу причин возникновения по-
грешностей при обработке. В 1959 г. вышла книга В.М. Кована 
«Основы технологии машиностроения», обобщившая научные по-
ложения технологии машиностроения и методику технологиче-
ских расчетов, относящиеся к различным отраслям машинострое-
ния. Задачи экономии металла и повышения производительности 
труда при механической обработке теоретически обоснованы 
Г.А. Шаумяном.

Слово «технология» (образованное из двух греческих слов 

techne – искусство, мастерство, умение и logos – слово, учение) 
означает науку, систематизирующую совокупность приемов и 
способов обработки (переработки) сырья, материалов, полуфабри-
катов соответствующими орудиями производства в целях получе-

ния готовой продукции. В состав технологии включается и техни-
ческий контроль производства. Важнейшими показателями, харак-
теризующими технико-экономическую эффективность технологи-
ческого процесса, являются – расход сырья, полуфабрикатов и 
энергии на единицу продукции; количество и качество получаемой 
готовой продукции, изделий; уровень производительности труда; 
интенсивность процесса; затраты на производство; себестоимость 
продукции, изделий [10].

Предметом исследования и разработки в технологии машино-

строения являются:

– виды обработки, выбор заготовок, качество обрабатываемых 

поверхностей, точность обработки и припуски на нее, базирование 
заготовок;

– способы механической обработки поверхностей – плоских, 

цилиндрических, сложнопрофильных и др.;

– методы изготовления типовых деталей – корпусов, валов, 

зубчатых колес и др.;

– процессы сборки (характер соединения деталей и узлов, 

принципы механизации и автоматизации сборочных работ);

– конструирование приспособления.
Разработка технологических процессов изготовления деталей 

машин складывается из совокупности взаимосвязанных этапов, 
содержание которых определяется спецификой производства 
(единичное, серийное, массовое). При массовом, крупносерийном 
производстве продукции полнее, подробнее технологические и 
конструкторские разработки. Широко используются аналитиче-
ские методы расчета заданной точности, припусков на обработку, 
режимов резания и т.д. С увеличением объема выпускаемой про-
дукции используют совершенные способы получения заготовок, 
привлекают высокопроизводительное металлообрабатывающее 
оборудование (станки с ЧПУ, автоматы, автоматические линии, 
гибкие производственные системы), быстродействующие автома-
тизированные приспособления, специальный режущий инстру-
мент и т.д. С целью повышения эффективности процесса проекти-
рования, ускорения выработки готового оптимального решения 
используют 
системы 
автоматизированного 
проектирования 

(САПР), позволяющие избавить технолога от решения трудоемких 
вычислительных и эвристических задач.

В условиях единичного, мелкосерийного производства про-

ектирование технологического процесса как правило осуществ-
ляется под существующее оборудование, инструменты, при-
способления с использованием относительно недорогих спосо-
бов получения заготовки. Подход к технологии проектирования 
предполагает использование укрупненных методов технологи-
ческих расчетов.

Существующая экономическая ситуация, развитие малого 

бизнеса (ремонтные мастерские, небольшие цеха по изготовлению 
изделий) порождает необходимость подготовки молодых специа-
листов, владеющих знаниями, умениями и навыками разработки 
технологических процессов в условиях ограниченных ресурсов и 
производственных возможностей. 

Методология технологической подготовки предполагает фор-

мирование у студента представления о существовании объектив-
ного технологического алгоритма, которому подчинено проекти-
рование любого технологического процесса, вне зависимости от 
специфики производства, системы обобщенных технологических 
понятий и т.д. Методологические знания на конкретно-научном 
уровне предполагают формирование методологии технологиче-
ской деятельности, как основы специальной подготовки специали-
ста, которую мы может определить следующим образом:

Методология технологической деятельности – это система 

принципов 
и 
методов 
формирования 
категориально-

понятийного аппарата, описывающая взаимодействие объекта 
и субъекта технологической деятельности, предполагающая 
развитие учебно-творческой деятельности учащихся от низ-
ших форм (овладение системой знаний, умений и навыков по 
решению отдельных технологических задач) до высших – уме-
ния их применения при осуществлении комплексного техно-
логического проектирования, а также учение об этой системе.

1. ИСХОДНАЯ ИФОРМАЦИЯ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 

ДЕТАЛЕЙ МАШИН

1.1. Обобщенный алгоритм проектирования

технологических процессов

Проектирование технологического процесса изготовления детали 

можно представить в виде двух самостоятельных этапов (рис. 1.1):

1. Анализ исходных данных для проектирования технологиче-

ских процессов.

2. Непосредственное проектирование технологического про-

цесса механической обработки.

На первом этапе требуется предварительно изучить исход-

ную информацию, необходимую для проектирования технологи-
ческого процесса изготовления детали.

Базовой исходной информацией для проектирования ТП изго-

товления детали служат: рабочие чертежи детали и технические 
требования на ее изготовление, регламентирующие точность, па-
раметр шероховатости поверхности и другие требования качества; 
сборочный чертеж узла, в котором установлена деталь, показы-
вающий взаимодействие детали с другими, технические условия 
на сборку; объем годового выпуска изделий.

Для разработки технологического процесса изготовления де-

тали требуется предварительно изучить ее конструкцию и функ-
ции, выполняемые в узле, механизме, машине, проанализировать 
технологичность конструкции и проконтролировать чертеж. Рабо-
чий чертеж детали должен иметь все данные, необходимые для 
исчерпывающего и однозначного понимания при изготовлении и 
контроле детали, и соответствовать действующим стандартам.

Технологичность конструкции детали (совокупность свойств 

конструкции, обеспечивающих ее экономичное изготовление) ана-
лизируют с учетом условий производства, рассматривая особенно-
сти конструкции и требования к качеству как исходные условия 
принципиальной возможности изготовления детали в данных ус-
ловиях. Выявляют возможные трудности обеспечения параметров 
шероховатости поверхности, размеров, форм и расположения

Анализ исходных данных

Анализ рабочего чертежа

детали и технических

требований на изготовление

Анализ сборочного чертежа

и технических условий сборки

Анализ программы
выпуска изделий

Оценка технологичности

конструкции детали

Анализ условий работы

детали

Определение типа

производства

Выбор материала

для изготовления детали

Выбор заготовки и метода

ее изготовления

Проектирование ТП

механической обработки

изделия

Определение формы
и размеров заготовки
(чертеж заготовки)

8

Разработка маршрутной
технологии обработки

детали

Разработка операционной

технологии обработки

детали

Выбор баз
Определение состава

переходов

Выбор последовательности

обработки

Расчет припусков

на обработку

Выбор методов (операций)

обработки
Расчет режимов резания

Выбор оборудования,

приспособлений,

инструментов

Расчет норм времени

Рис 1.1. Алгоритм проектирования технологического процесса изготовления детали

9