Металлорежущие станки

С. Э. Завистовский

МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ

Рекомендовано учреждением образования «Республиканский 
институт профессионального образования» Министерства 

образования Республики Беларусь в качестве пособия 
для учащихся учреждений образования, реализующих 

образовательные программы среднего специального образования 

по специальности «Технология машиностроения 

(по направлениям)»

Минск
РИПО

2015

УДК  621.91(075)
ББК  34.63-5я723

З-13

А в т о р:

заведующий кафедрой «Технология и методика преподавания» 

УО «Полоцкий государственный университет», кандидат технических наук, 

доцент С. Э. Завистовский.

Р е ц е н з е н т ы:

цикловая комиссия «Технология машиностроения» УО «Гомельский 

государственный машиностроительный колледж» (И. А. Семиход);

декан машиностроительного факультета УО «Гомельский государственный 

технический университет имени П. О. Сухого», кандидат технических 

наук, доцент Г. В. Петришин.

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее части не может 

быть осуществлено без разрешения издательства.

Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства образования Республики 

Беларусь.

Завистовский, С. Э.

З-13
Металлорежущие станки : пособие / С. Э. Завистовский. – Минск : 

РИПО, 2015. – 440 с. : ил.

ISBN 978-985-503-490-3.

В пособии подробно изложены сведения о металлорежущих станках, в том числе 

станках с программным управлением. Описано формообразование на станках. Рассмотрены типо вые детали и механизмы металлорежущих станков, конструкция, кинематика 
и наладка металлорежущих станков, вопросы эксплуатации станков. Особое внимание 
уделено конструкциям станков для электрофизической, электрохимической обработки 
и обработки методами пластического деформирования. Для самоконтроля знаний предложены тестовые задания.

Предназначено для учащихся учреждений среднего специального образования по 

специальности «Технология машиностроения (по направлениям)».

УДК 621.91(075)
ББК 34.63-5я723

Учебное издание

Редактор Л.Э. Татьянок

Технический редактор И.В. Счеснюк

Корректор Н.Я. Суходрева

Дизайн обложки И.В. Дворниковой

Подписано в печать 05.08.2015. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Ризография.

Усл. печ. л. 25,65. Уч.-изд. л. 17,88. Тираж 600 экз. Заказ 248. 

Издатель и полиграфическое исполнение: Республиканский институт профессионального 

образования. Свидетельство о государственной регистрации издателя, изготовителя, 

распространителя печатных изданий № 1/245 от 27.03.2014.

Ул. К. Либкнехта, 32, 220004, Минск. Тел.: 226 41 00, 200 43 88.

Отпечатано в Республиканском институте профессионального образования. Тел. 200 69 45.

ISBN 978-985-503-490-3 
© Завистовский С. Э., 2015
© Оформление. Республиканский институт

профессионального образования, 2015

В

ВЕДЕНИЕ

Токарный станок с механизированным суппортом впер
вые в мире был создан русским механиком А.К. Нартовым 
в 1712 г. Только через 80 лет, в 1797 г., сильно упрощенный 
вариант подобного станка с суппортом смог построить англичанин Г. Модсли. Изобретение суппорта освободило руки 
токаря от необходимости держать резец во время обтачивания 
детали и ознаменовало собой начало новой эпохи в развитии 
не только токарных, но и других металлорежущих станков. 

Необходимость в машинном изготовлении металлических 

деталей машин, связанная с широким переходом к машинному производству во всех отраслях промышленности, в полной мере проявилась лишь в конце XVIII – первой четверти 
XIX в. и послужила причиной усовершенствования металло в. и послужила причиной усовершенствования металло
режущих станков, в первую очередь токарных. 

Выделение в самостоятельную группу сверлильно-расточ
ных станков было связано с потребностью в изготовлении артиллерийских орудий. Эти станки в XVIII в. были использоXVIII в. были использо в. были использо
ваны также для обработки цилиндров насосов, воздуходувок 
и паровых машин. 

Абразивные станки (точила) выделились в самостоятель
ную группу оборудования довольно рано. На протяжении 
весьма длительного времени конструкции этих станков менялись очень мало. Появление усовершенствованных абразивных станков относится уже ко второй половине XIX в.

Возникновение станков фрезерной группы, прежде всего 

зубофрезерных, связано с потребностью в большом количестве точно изготовленных зубчатых колес для часов, получивших в XVII в. весьма большое распространение. ФрезероваXVII в. весьма большое распространение. Фрезерова в. весьма большое распространение. Фрезерова
ние металлических поверхностей стало практиковаться еще в 
XVIII в., но в промышленности этот вид обработки металлов 
был применен лишь в первой четверти XIX в.

Введение

В 1932 г. завод «Красный пролетарий» выпустил первый 

современный токарно-винторезный станок. В 1933 г. основан Экспериментальный научно-исследовательский институт 
металлорежущих станков (ЭНИМС), где было начато проектирование новых типов станков, изготовление гамм станков токарных, револьверных, сверлильных, фрезерных и др. 
К 1970 г. в СССР было освоено 1817 типоразмеров металлорежущих станков. Годовой выпуск составил 230 тыс. станков.

Большая заслуга в развитии станкостроения принад
лежит российским ученым Н.С. Ачеркану, Д.Н. Решетову, 
Б.С. Балакшину, В.К. Тепинкичиеву, Г.А. Тарзиманову, конструкторам Н.А. Волчеку, В.Н. Кедринскому, И.А. Ростовцеву, а также белорусским ученым И.С. Цитовичу, П.И. Ящерицыну и др.

На рубеже 70-х – 80-х гг. XX в. особое развитие получило 

числовое программное управление станками. Микропроцессорные устройства управления превращают станок в станочный модуль, сочетающий гибкость и универсальность с высоким уровнем автоматизации. Станочный модуль способен 
обеспечивать обработку заготовок широкой номенклатуры в 
автономном режиме на основе малолюдной или даже безлюдной технологии. Использование гибких производственных систем, состоящих из набора станков, манипуляторов, средств 
контроля, объединенных общим компьютерным управлением, 
дает возможность и в многономенклатурном крупносерийном 
производстве стимулировать быстрый и с минимальными затратами переход к новым, более совершенным образцам выпускаемой продукции. 

Непрерывное совершенствование и развитие машино
строения связано с прогрессом станкостроения, поскольку 
металлорежущие станки вместе с не которыми другими видами технологических машин обеспечивают изготовление любых новых видов оборудования. Собственное станкостроение 
в Беларуси многие годы обеспечивало количественное и качественное развитие других отраслей, играя ключевую роль 
в обновлении парка технологического оборудования. В настоящее время оно представлено тридцатью предприятиями 
и организациями, в числе которых станкостроительные и инструментальные заводы, предприятия по производству уни

Введение 

версальной технологической оснастки, кузнечно-прессового 
и литейного оборудования, специальные конструкторские 
бюро (СКБ), научно-исследовательский и конструкторскотехнологический институты. Номенклатура производимых 
станков охватывает все девять групп по принятой в станкостроении классификации и позволяет удовлетворить технические потребности предприятий различных отраслей. 

Содержание учебной дисциплины «Металлорежущие стан
ки» позволяет получить представление о достижениях науки и техники в области металлорежущего оборудования, об 
общих вопросах конструирования и обеспечения техникоэкономических показателей и критериев работоспособности 
металлорежущих станков, о номенклатуре и технологических 
возможностях каждого вида металлорежущих станков. В процессе изучения учебной дисциплины учащиеся получат знания об устройстве, о технологических возможностях, порядке 
наладки и правил эксплуатации металлорежущих станков, о 
конструкции типовых узлов металлорежущих станков, методиках расчета типовых узлов и механизмов металлорежущих 
станков, причинах сбоя в работе металлорежущих станков и 
рациональных приемах их устранения.

Изучив основные сведения о металлорежущих станках, 

изложенных в пособии, будущие специалисты смогут в дальнейшем приступить к творческой инженерной деятельности 
и решению важных и сложных задач в области эксплуатации 
станочного оборудования.

Р

АЗДЕЛ I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 

             О МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ

Металлорежущим станком
называют технологическую 

машину, на которой путем снятия стружки с заготовки получают деталь с заданными размерами, формой, взаимным 
расположением и шероховатостью поверхностей. На станках 
обрабатывают заготовки не только из металла, но и из других 
материалов, поэтому термин «металлорежущие станки» устаревает и становится условным. 

Классификация металлорежущих станков. Существует боль
шое разнообразие типов и моделей металлорежущих станков. 
Они различаются по технологическому назначению, массе, 
степени автоматизации, классу точности и уровню специализации. 

По технологическому назначению различают станки то
карные, сверлильные, фрезерные, шлифовальные, зубообрабатывающие, строгальные, комбинированные и разные. 

Наиболее многочисленную группу металлорежущих стан
ков составляют токарные станки. Они используются в механических, инструментальных и ремонтных цехах машиностроительных и других заводов, а также в ремонтных мастерских. 
Станки токарной группы применяют обычно для обработки 
деталей, имеющих форму тел вращения. На этих станках получают наружные и внутренние цилиндрические и конические 
поверхности, фасонные поверхности и торцовые плоскости, 
резьбы на цилиндрических и конических поверхностях и др. 
Так, на токарных станках изготавливаются валики, втулки, 
оси, болты, винты, шпильки, диски, шайбы и т. д.

К основным размерам, характеризующим токарный ста
нок, относятся наибольший допустимый диаметр обрабатываемой заготовки, высота центров над станиной и расстояние 
между ними. По этим размерам можно определить макси

Раздел I. Общие сведения о металлорежущих станках 

мальные диаметр и длину заготовки, которую можно установить и обработать на данном станке.

Значительную часть среди металлорежущих станков со
ставляют фрезерные станки. Наибольшее распространение имеют консольно-фрезерные станки. Стол консольно-фрезерного 
станка с салазками расположен на консоли и перемещается в 
трех направлениях: продольном, поперечном и вертикальном. 
Консольно-фрезерные станки предназначены для выполнения различных фрезерных работ цилиндрическими, дисковыми, фасонными и другими фрезами в условиях единичного 
и серийного производства. На фрезерных станках этого типа 
можно фрезеровать плоскости, пазы, фасонные поверхности, зубья зубчатых колес и т. д. Кроме этого, универсальные 
консольно-фрезерные станки (имеющие поворотный стол) 
позволяют фрезеровать различного рода винтовые канавки.

Основными размерами фрезерных станков, по которым 

можно определить возможность установки и обработки конкретных заготовок с определенными габаритами, являются 
размеры рабочей поверхности стола (длина и ширина) и рабочий ход стола в продольном, поперечном и вертикальном 
направлениях.

Строгальные станки применяются в механических цехах 

машиностроительных заводов индивидуального, мелкосерийного и серийного типов производства, а также в ремонтных и 
инструментальных цехах. Они предназначены для обработки 
методом строгания поверхностей деталей различной геометрической формы и размеров, изготовленных из стали, чугуна, 
цветных металлов и пластмасс. Более широкое применение 
имеют поперечно-строгальные станки. Основные размерные 
характеристики поперечно-строгальных станков, которые позволяют определить возможность обработки тех или иных 
заготовок, следующие: размеры рабочей поверхности стола, 
наибольший и наименьший ход ползуна, наибольшее и наименьшее расстояние между верхней плоскостью стола и ползуном, вылет резца.

Шлифовальные станки предназначены для чистовой обра
ботки деталей путем снятия с их поверхности тонкого слоя 
металла шлифовальными кругами. На этих станках можно 
обрабатывать наружные и внутренние цилиндрические, ко

Раздел I. Общие сведения о металлорежущих станках

нические, фасонные и плоские поверхности, разрезать заготовки, шлифовать резьбу и зубья зубчатых колес, затачивать 
инструмент и т. д. Применяются шлифовальные станки как 
в серийном, так и в массовом производстве. Основными размерными характеристиками круглошлифовальных станков 
являются наибольший диаметр обрабатываемой заготовки и 
ее наибольшая длина, наибольшие поперечные перемещения 
шлифовальной бабки.

В зависимости от массы различают легкие (до 1 т), средние

(до 10 т) и тяжелые (свыше 10 т) станки, среди которых можно выделить особо тяжелые, или уникальные (более 100 т).

По степени автоматизации различают механизированные 

и автоматизированные станки (автоматы и полуавтоматы).

Механизированный станок имеет одну автоматизирован
ную операцию, например зажим заготовки или подачу инструмента.

Автомат, осуществляя обработку, производит все рабочие 

и вспомогательные движения цикла технологической операции и повторяет их без участия рабочего, который лишь наблюдает за работой станка, контролирует качество обработки 
и при необходимости подналаживает станок, т. е. регулирует 
его для восстановления достигнутых при наладке точности 
взаимного расположения инструмента и заготовки, качества 
обрабатываемой детали. (Под циклом понимают промежуток 
времени от начала до конца периодически повторяющейся 
технологической операции независимо от числа одновременно изготавливаемых деталей.)

Полуавтомат – станок, работающий с автоматическим 

циклом, для повторения которого требуется вмешательство 
рабочего. Например, рабочий должен снять деталь и установить новую заготовку, а затем включить станок для автоматической работы в следующем цикле.

По степени точности обработки станки делят на пять 

классов:

• нормальной точности (Н) – к этому классу относят 

большинство универсальных станков;

• повышенной точности (П) – при изготовлении станков 

этого класса на базе станков нормальной точности предъявляют повышенные требования к точности обработки ответственных деталей, качеству сборки и регулировки станка;

Раздел I. Общие сведения о металлорежущих станках 

• высокой точности (В), достигаемой за счет специальной 

конструкции отдельных узлов, высоких требований к точности изготовления деталей, качеству сборки и регулировки 
станка в целом;

• особо высокой точности (А), при изготовлении которых 

предъявляют еще более жесткие требования, чем при изготовлении станков класса В;

• особо точные (С) станки, или мастер-станки.
Для обеспечения точности работы станков классов В, 

А и С необходимо поддерживать в производственных помещениях постоянные, автоматически регулируемые значения 
температуры и влажности.

По степени универсальности различают универсальные, 

специализированные и специальные станки.

Универсальные станки (или станки общего назначения) 

используют для обработки деталей широкой номенклатуры, 
ограниченной лишь предельными габаритами, набором инструмента и технологическими операциями.

Специализированные станки используют для обработки 

однотипных деталей (труб, муфт, коленчатых валов и крепежных деталей) в определенном диапазоне размеров.

Специальные станки применяют для обработки одной 

определенной детали, реже – нескольких однотипных деталей.

Специализированные и специальные станки используют 

в основном в крупносерийном и массовом производствах.

По расположению шпинделя станки делятся на горизон
тальные, вертикальные, наклонные и комбинированные.

Обозначение моделей станков. Совокупность всех типов 

и размеров выпускаемых станков называется типажом. Для 
обозначения модели станка, выпускаемого серийно, принята 
классификация, разработанная Экспериментальным научноисследовательским институтом металлорежущих станков 
(ЭНИМС), в соответствии с которой все станки делят на девять групп (см. табл.). 

Раздел I. Общие сведения о металлорежущих станках

Таблица

Классификация и нумерация металлорежущих станков

Станки
Груп
па

Тип станка

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Токарные
1

Автоматы и полуавтоматы

Токарно
револь
верные

Токар но
револь верные 

полуавто
маты

Карусель
ные

Токар
ные и 

лобото
карные

Много
резцовые 

и копиро
вальные

Специа
лизиро
ванные

Разные 

токарные

Спе
ци
али
зиро
ван
ные

Одношпин
дельные

Много
шпин
дельные

Сверлильные 

и расточные
2

Настольно- 

и верти каль
но-свер лиль
ные

Полуавтоматы

Коорди
натно
расточные

Ради
ально- и 

ко ор ди
натно
свер лиль
ные

Расточ
ные

Отде лочно
рас точ ные

Горизон
тально
свер лиль
ные

Разные 

сверлиль
ные

Одно
шпин
дельные

Много
шпин
дельные

Шлифоваль
ные, поли
ровальные, 

доводочные, 

заточные

3

Круглошли
фовальные, 

бесцентрово
шлифо
вальные

Внутри
шлифо
вальные, 

коор ди
натно
шли фо
валь ные

Обди
роч но
шлифо
вальные

Специали
зированные 

шлифоваль-

ные

Продо ль
но-шли
фо валь
ные

Заточ
ные

Плоско
шлифо
вальные

Прити
рочные, 

полиро
вальные, 

хонинго
вальные, 

дово
дочные

Разные 

станки, 

оснащен
ные абра
зивным 

инстру
мен том

Электро
физические 

и электрохи
мические

4
Светолу
чевые

Электрохи
мические

Электро
эрози
онные, 

ультра
звуковые 

прошивоч
ные

Анод но
меха ни
ческие 

отрез ные