Методология технологического проектирования

Е.В. Романов

Методология технологического 

проектирования. Часть II

Москва

Инфра-М

2016

Е.В. Романов

Методология технологического 

проектирования. Часть II

Москва

Инфра-М; Znanium.com

2016

Романов, Е.В.

Методология технологического проектирования. Часть II: Учеб. пособие

/ Е.В. Романов. – М.: Инфра-М; Znanium.com, 2016. – 175 с.

ISBN 978-5-16-104302-8 (online)

В 
пособии 
в 
систематизированной 
последовательности 
излагаются 

принципы и методы проектирования технологических процессов изготовления деталей машин. Особое внимание уделено вопросам анализа исходной технологической документации. Пособие рассчитано на студентов технологических факультетов педвузов, машиностроительных специальностей 
технических вузов.

ISBN 978-5-16-104302-8 (online)
© Е.В. Романов, 2016

© МаГУ, 2003

ВВЕДЕНИЕ

Как было показано в первой части предлагаемого пособия, 

разработка технологических процессов изготовления деталей постоит из двух этапов: анализа исходной технологической информации и собственно разработки технологического процесса механической обработки.

Исключительно важным представляется формирование уме
ния анализа чертежа детали, его уточнения, внесения изменений, 
направленных на повышение технологичности конструкции детали. Во многом от того, насколько грамотно и тщательно проведен 
этот анализ, зависит разработка оптимальной технологии изготовления изделия.

При разработке технологии механической обработки в чер
теж, откорректированный технологом, могут быть внесены изменения, необходимость которых определяется выбором той или 
иной последовательности обработки. Внесение изменений в схемы 
простановки размеров должно преследовать целью сохранение 
требований точности, заложенных в чертеж конструктором.

Содержание каждого отдельного этапа в разрабатываемом 

технологическом процессе механической обработки определяется 
спецификой производства (единичное, серийное, массовое). При 
массовом, крупносерийном производстве продукции полнее, подробнее технологические и конструкторские разработки. Широко 
используются аналитические методы расчета заданной точности, 
припусков на обработку, режимов резания и т.д. С увеличением 
объема выпускаемой продукции используют совершенные способы получения заготовок, привлекают высокопроизводительное 
металлообрабатывающее оборудование (станки с ЧПУ, автоматы, 
автоматические линии, гибкие производственные системы), быстродействующие автоматизированные приспособления, специальный режущий инструмент и т.д. С целью повышения эффективности процесса проектирования, 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 

проектирование технологического процесса, как правило, осуществляется под существующее оборудование, инструменты, 
приспособления с использованием относительно недорогих 
способов получения заготовки. Подход к технологии проектирования предполагает использование укрупненных методов 
технологических расчетов.

В предлагаемой части пособия «Методология технологи
ческого проектирования» информация приведена таким образом, чтобы сформировать системное знание по проектированию 
технологических процессов в условиях единичного и мелкосерийного производства. В пособии приведена достаточная информация для определения размеров заготовки, на примере токарной обработки показан таблично-оптимизационный метод 
расчета режимов резания.

Рассмотрены типовые технологические процессы изготов
ления деталей машин (для условий массового производства), 
которые легко могут быть адаптированы к условиям любого 
более мелкого производства.

В приложении, наряду с необходимой справочной инфор
мацией приведен пример разработки технологии изготовления 
изделия.

1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕCСОВ

МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

1.1. Технологический процесс обработки заготовок.

Основные понятия и определения

Изготовление деталей машин осуществляется в ходе произ
водственного процесса [10].

Производственный процесс представляет собой совокуп
ность всех действий людей и орудий производства, необходимых 
на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий (ГОСТ 3.1109–82).

В состав производственного процесса включаются все дейст
вия по изготовлению и сборке продукции, контролю ее качества, 
хранению и перемещению на всех стадиях изготовления, организации снабжения и обслуживания рабочих мест и участков, управления всеми звеньями производства.

В соответствии с ГОСТ 3.1109–82 технологический процесс –

это часть производственного процесса, содержащая действия по 
изменению и последующему определению состояния предмета 
производства.

Технологические процессы строятся по отдельным методам 

их выполнения (технологические процессы механической обработки, сборки, литья, термической обработки, покрытий и т.д.).

Приведенное выше определение технологического процесса 

можно уточнить применительно к условиям машиностроительного 
производства:

Технологическим процессом механической обработки назы
вается часть производственного процесса, непосредственно связанная с изменением формы, размеров, внешнего вида и свойства 
заготовок, из которых получают детали машин, и их контроль.

Технологическая операция – это законченная часть техноло
гического процесса, выполняемая на одном рабочем месте (ГОСТ 
3.1109–82).

Применительно к условиям механосборочного производства 

стандартизированное определение операции можно представить 
следующим образом:

Операцией называется законченная часть технологического 

процесса, выполняемая над одной заготовкой (или над несколькими 
одновременно обрабатываемыми заготовками) одним рабочим (или 
группой рабочих) непрерывно на одном рабочем месте до снятия с 
обработки и перехода к обработке другой или других заготовок.

Установкой называют часть операции, выполняемую при од
ном и том же закреплении заготовки (или нескольких одновременно обрабатываемых заготовок).

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 (ГОСТ 3.1109–82).

В производственной практике вышеприведенное строгое оп
ределение позиции заменяется представлением о ней как о части 
технологической операции, выполняемой в каждом из различных 
положений заготовки относительно оборудования при одном ее 
закреплении (при одной установке).

Технологический переход – законченная часть технологиче
ской операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке (ГОСТ 3.1109–82).

Применительно к условиям механической обработки опреде
ление перехода можно уточнить следующим образом:

Технологическим переходом называют законченную часть 

операции, выполняемую над одним участком (или над совокупностью участков) поверхности заготовки одним инструментом (или 
набором одновременно работающих инструментов) при одной настройке станка на режим резания (при неизменных значениях скорости, глубины резания, подачи).

Элементарный переход – часть технологического перехода, 

выполняемая одним инструментом над одним участком поверхности обрабатываемой заготовки за один рабочий ход без изменения 
режима работы станка.

Вспомогательный переход – законченная часть технологиче
ской операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров 

и шероховатости поверхностей, но необходимы для выполнения 
технологического перехода (ГОСТ 3.1109–82). Примерами вспомогательных переходов являются установка заготовки, подвод, 
смена инструмента и т.д.

Рабочий ход – законченная часть технологического перехода, 

состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, 
шероховатости поверхности или свойств заготовки. Понятие рабочего хода, введенное ГОСТ 3.1109–82, соответствует применявшемуся ранее в технологической практике понятию прохода.

Вспомогательный ход – законченная часть технологического 

перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента 
относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, 
шероховатости поверхности или свойств заготовки, но необходимого для выполнения рабочего хода.

Разработка технологических процессов (ТП) входит основным 

разделом в технологическую подготовку производства и выполняется на основе принципов «Единой системы технологической подготовки производства» (ГОСТ 14.001–73).

ГОСТ 14.301–83 этой системы устанавливает виды и общие 

правила разработки технологических процессов, исходную информацию и перечень основных задач на этапах их разработки.

1.2. Составление маршрута и операционной технологии

Разработка технологического процесса, как таковая, состо
ит из комплекса взаимосвязанных работ, предусмотренных единой 
системой технологической подготовки производства (ЕСТПП), и 
должна выполняться в полном соответствии с требованиями ГОСТ 
14.301–83.

Разработку ТП выполняют в соответствии с принципами, из
ложенными в 1.1. I части пособия. Задачу эту решают в определенной последовательности взаимосвязанных этапов.

Маршрутную технологию разрабатывают, выбирая техноло
гические базы и схемы базирования для всего технологического 
процесса. Понятие о базах и базировании, правилах назначения 
баз рассмотрено в гл. 2 предлагаемого пособия.

Намечая методы обработки, можно руководствоваться сле
дующими общими принципами проектирования технологических 
процессов:

1. Необходимо выбирать наиболее прогрессивные способы 

обработки, ориентируясь на имеющееся оборудование. Например, 
плоская поверхность может быть получена фрезерованием, строганием, протягиванием, шлифованием, выбор наиболее целесообразного определяется наличием оборудования, способного в данных производственных условиях реализовать выбранный метод 
обработки и сопоставлением методов по экономичности и производительности.

2. Оборудование необходимо выбирать по размерам в соот
ветствии с габаритными размерами обрабатываемых деталей.

3. При назначении метода обработки следует стремиться к то
му, чтобы число переходов в пределах данного метода при обработке каждой поверхности было минимальным. Желательно, чтобы одним и тем же методом обрабатывалось как можно большее 
количество поверхностей заготовки.

4. Методы окончательной обработки всех поверхностей заго
товки определяют исходя из требований, предъявляемых к точности и качеству готовой детали, с учетом характера исходной заготовки и свойств обрабатываемого материала. Если заготовка в 
процессе изготовления подвергается закалке (посадочное место 
под подшипник), то при условии обеспечения заданных параметров качества обрабатываемой поверхности окончательным методом ее обработки будет шлифование, поскольку лезвийная обработка оказывается нецелесообразной в силу большого расхода инструмента.

5. Степень точности станка должна соответствовать техниче
ским требованиям, предъявляемым к детали или заготовке. Нельзя 
грубую обработку выполнять на точном станке или точную деталь 
выполнять на неточном станке.

При обработке на универсальных станках стремятся к более 

полному использованию их возможностей. Наиболее точные станки используют для чистовой и отделочной обработок, выделяемых 
в отдельные операции. Чтобы избежать трудоемких переустановок 
крупногабаритных и тяжелых заготовок черновую и чистовую об

работку таких заготовок выполняют за одну операцию. Во всех 
случаях выполнения черновой и чистовой обработки за одну операцию рекомендуется сначала провести черновую обработку всех 
поверхностей, а затем выполнить чистовую обработку тех поверхностей, для которых она необходима.

6. Где возможно, заменять ручную обработку механической.
7. По возможности уменьшать вспомогательное время обра
ботки.

8. При проектировании любого технологического процесса 

искать средства повышения производительности труда.

При определении методов механической обработки можно 

воспользоваться структурно-логическими схемами (рис. 1.1–1.3).

Рис. 1.1. Обработка наружных поверхностей вращения (валов)

Точение черновое

14–12 квалитет

Точение тонкое

9–7 квалитет

Заготовка

Точение обдирочное

17–14 квалитет

Точение чистовое и 

однократное

10–11 квалитет

Шлифование

черновое

9–8 квалитет

Шлифование

чистовое

и однократное
8–7 квалитет

Шлифование

тонкое

6–5 квалитет