Технологическая оснастка

С. Э. Завистовский

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА

Допущено Министерством образования Республики Беларусь 

в качестве учебного пособия для учащихся учреждений 
образования, реализующих образовательные программы 
среднего специального образования по специальностям 

«Технология машиностроения», «Металлорежущие станки 

и инструменты»

Минск
РИПО
2015

УДК 621(075)
ББК 30.605я723

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 машиностроительных дисциплин 

УО «Борисовский государственный политехнический колледж» 

(кандидат технических наук В. М. Адаменко);

старший преподаватель кафедры «Технология и оборудование 

машиностроительного произоводства» УО «Витебский 

государственный технологический университет» А. Л. Климентьев.

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или лю
бой ее части не может быть осуществлено без разрешения издательства.

Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства об
разования Республики Беларусь.

Завистовский, С. Э.

З-13
Технологическая оснастка : учеб. пособие / С. Э. Завистовский. – 

Минск : РИПО, 2015. – 144 с. : ил.

ISBN 978-985-503-467-5.

В учебном пособии описаны теоретические основы и практические прин
ципы выбора станочных приспособлений для различных типов производств, 
даны способы установки заготовок в приспособлениях, их базирования и закрепления. Приведены методики выбора приспособлений, расчета элементов 
приспособлений на точность, износостойкость, подбора типа и мощности силового привода. 

Предназначено для учащихся учреждений среднего специального образо
вания по специальностям ╗«Технология машиностроения», «Металлорежущие 
станки и инструменты».

УДК 621(075)
ББК 30.605я723

ISBN 978-985-503-467-5 
© Завистовский С. Э., 2015
© Оформление. Республиканский институт

профессионального образования, 2015

ВВЕдЕНИЕ

Целью изучения дисциплины «Технологическая оснаст
ка» является изучение основ проектирования, изготовления 
и эксплуатации технологической оснастки, используемой при 
механической обработке заготовок на станках и автоматических линиях. 

Содержание дисциплины позволяет учащимся изучить на 

уровне представления основные принципы выбора станочных 
приспособлений для различных типов производства; способы 
установки заготовок в приспособлениях, их базирования и 
закрепления. Помимо этого учащиеся узнают на уровне понимания назначение и устройство технологической оснастки; 
назначение установочных и зажимных элементов приспособлений.

Успешное изучение дисциплины позволит учащимся 

приобрести навыки в выборе станочного приспособления для 
механической обработки заготовок в зависимости от технологических возможностей оборудования и типа производства; 
проектирования приспособления по аналогии с существующими; расчета погрешности установки заготовки в приспособлениях с применением справочной литературы; расчета 
силы зажима заготовки в приспособлении.

Интенсификация производства в машиностроении нераз
рывно связана с техническим перевооружением и модернизацией средств производства на базе применения новейших 
достижений науки и техники. Техническое перевооружение, 
подготовка производства новых видов продукции машиностроения и модернизация средств производства неизбежно 
включают процессы проектирования средств технологического оснащения и их изготовления.

Введение

В общем объеме средств технологического оснащения 

примерно 50 % составляют станочные приспособления. Применение станочных приспособлений позволяет: 

надежно базировать и закреплять обрабатываемую де• 

таль с сохранением ее жесткости в процессе обработки;

стабильно обеспечивать высокое качество обрабатывае• 

мых деталей при минимальной зависимости качества от квалификации рабочего;

повышать производительность и облегчать условия тру• 

да рабочего в результате механизации приспособлений;

расширять технологические возможности используемо• 

го оборудования.

Экономическая целесообразность выбора и применения ста
ночных приспособлений в любом производстве, особенно в серийном и массовом, определяется их окупаемостью. Все затраты на оснащение производства приспособлениями должны быть 
компенсированы за счет снижения производственных затрат.

В зависимости от вида производства (единичное, серий
ное, массовое), технологических требований, конфигурации 
обрабатываемых заготовок, их размеров, условий применения 
технический уровень и структура станочных приспособлений 
различны. Для массового и крупносерийного производства 
в большинстве случаев применяют специальные станочные 
приспособления, которые имеют одноцелевое назначение для 
выполнения определенных операций механической обработки конкретной детали. Эти приспособления наиболее трудоемки и дороги в исполнении. 

В условиях единичного и мелкосерийного производства 

широкое распространение получила система универсальносборных приспособлений, основанная на использовании 
стандартных узлов и деталей. Этот вид приспособлений более 
мобилен в части подготовки производства и не требует значительных затрат.

В учебном пособии изложены основные сведения о техноло
гической оснастке, овладев которыми будущие специалисты смогут приступить к творческой конструкторско-технологической 
деятельности и решению важных и сложных задач в области 
создания и эксплуатации станочного оборудования.

РАЗдЕЛ 1. ОСНОВНЫЕ СВЕдЕНИЯ 

О СТАНОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ

ТЕМА 1.1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА 

СТАНОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

1.1.1. Приспособления 

для различных типов производства

Тип производства влияет на уровень автоматизации при
способления, требования к износостойкости его элементов, 
предопределяет использование в нем унифицированных элементов, сменных деталей и наладок, а также способ настройки 
приспособления на выдерживаемый размер (автоматическое 
получение размера в серийном производстве, метод пробных 
проходов и измерений в единичном).

Приспособления с ручным приводом рекомендуется при
менять там, где обрабатывается сравнительно небольшое количество деталей (единичное и мелкосерийное производство), 
в других случаях их следует механизировать. Для крупносерийного и массового производства приспособления следует 
проектировать со встроенным механизированным приводом. 

В условиях единичного производства используют в основ
ном универсальные приспособления, которые не требуют 
проектирования и выбираются по справочникам или каталогам соответствующих предприятий-изготовителей (патроны, 
оправки, тиски, делительные головки и т. п.). Специальные 
приспособления проектируются только в том случае, если обработка с использованием универсальных приспособлений 
невозможна. 

Раздел 1. Основные сведения о станочных приспособлениях

В условиях серийного производства применяют различные 

наладочные приспособления, а также специализированные 
и специальные. Эти приспособления требуют минимального 
объема проектных работ и отличаются высокой надежностью.

В крупносерийном и массовом производстве применяют 

в основном специальные или сборно-разборные приспособления, которые зачастую могут быть многоместными механизированными, а в условиях массового производства – автоматизированными.

Рекомендации по выбору конструкции станочных при
способлений представлены в таблице 1.1.

1.1.2. Приспособления для станков 

с числовым программным управлением

Вследствие характерных особенностей станков с числовым 

программным управлением (ЧПУ) к приспособлениям предъявляются специфические конструктивные требования.

Одна из основных особенностей станков с ЧПУ – их высокая 

точность. Станочные приспособления оказывают существенное 
влияние на повышение точности обработки, поскольку погрешность, возникающая при базировании заготовки в приспособлении, является одной из основных составляющих суммарной 
погрешности обработки. Следовательно, приспособления к станкам с ЧПУ должны обеспечивать повышенную точность установки 
заготовок по сравнению с приспособлениями к универсальным 
станкам. Для этого необходимо исключить погрешность базирования путем совмещения баз, погрешность закрепления заготовок должна быть сведена к минимуму, точки приложения 
зажимных сил нужно выбирать таким образом, чтобы по возможности полностью исключить деформацию заготовок. 

Станки с ЧПУ имеют повышенную жесткость. Следова
тельно, станочные приспособления для них не должны снижать жесткость технологической системы резания при использовании полной мощности станков, а значит, жесткость 
приспособлений к станкам с программным управлением 
должна быть выше жесткости приспособлений к универсальным станкам. Поэтому приспособления нужно изготавливать 
из легированной стали (с термической обработкой рабочих 
поверхностей) или модифицированного чугуна.

Тема 1.1. Основные принципы выбора станочных приспособлений

Таблица 1.1 

Рекомендации по выбору конструкции станочных приспособлений

Характеристи
ка приспособ
ления

Тип производства

единичное
мелкосерийное
среднесерийное
крупносерийное
массовое

Специа
лизация

Универ
сальные

УБП, УСП

Универсальные спе
циализированные, 

УБП, УСП, СРП

Специализирован
ные СНП, СБП, 

СРП, специальные

Специальные нераз
борные, СНП, УНП, 

СБП

Специальные авто
матизированные или 

автоматические

Конструкция
Одномест
ные, однопо
зиционные

Одноместные, 

однопозиционные, 

многопозици
онные

Одноместные, 

многоместные, 

однопозиционные, 

многопозиционные

Одноместные, много
местные, однопози
ционные, многопози
ционные

Одноместные, много
местные, однопозици
онные, многопозици
онные

Установочные 

элементы

Стандарт
ные опоры и 

пластины

Стандартные опо
ры и пластины

Стандартные смен
ные опоры и пла
стины, специальные 

элементы

Стандартные смен
ные опоры и пла
стины, специальные 

элементы

Специальные сменные 

установочные эле
менты

Тип зажимно
го устройства

Эксцен
триковые, 

рычажные

Эксцентриковые, 

рычажные

Винтовые, клино
вые, ручные или с 

силовым приводом

Клиновые, рычажные 

зажимы с силовым 

приводом

Комбинированные, 

рычажные зажимы с 

силовым приводом

Тип силового 

привода

Отсутствует
Гидропривод, 

пневмопривод

Гидропривод, пнев
мопривод

Пневмопривод, само
зажимные механизмы

Электропривод, само
зажимные механизмы

Тип силового 

привода по 

способу раз
мещения

Отсутствует
Агрегатированный, 

стандартный при
крепляемый

Стандартный при
крепляемый, специ
альный встроенный 

Специальный встро
енный в приспосо
бление 

Специальный, встро
енный в станок

Тип корпуса
Сборный, 

сварной

Сборный, сварной
Сборно-разборный 

литой

Литой
Литой

Примечание: УНП – универсально-наладочное приспособление; УСП – универсально-сборное приспособление; 

СНП – специализированное наладочное приспособление; СБП – сборно-безразборное приспособление; СРП – сборно
разборное приспособление; УБП – универсальное безразборное приспособление.

Раздел 1. Основные сведения о станочных приспособлениях

Поскольку при обработке на станках с ЧПУ программи
руемые перемещения станка и инструмента задаются от начала отсчета координат, в ряде случаев приспособления должны 
обеспечивать ориентацию заготовок относительно установочных элементов приспособления, т. е. должны лишить ее всех 
степеней свободы. При этом необходимо базировать приспособления на станке для обеспечения их точной ориентации 
относительно нулевой точки станка. Следовательно, одной 
из основных особенностей приспособлений к станкам с ЧПУ 
является необходимость ориентации приспособлений не только 
в поперечном направлении относительно продольного паза стола 
станка, но и в продольном.

Для быстрой полной ориентации на столах станков в при
способлениях помимо продольных пазов делают поперечный 
паз или отверстие (или и то и другое). Приспособление базируется по пазам станка посредством трех призматических или 
цилиндрических шпонок, по отверстию и пазу – штырем и 
шпонкой или двумя штырями.

Ориентация инструментов для обработки отверстий на 

станках с программным управлением осуществляется автоматически по заданной программе, поэтому в приспособлениях 
отсутствуют элементы для ориентации и направления инструмента – кондукторные втулки. Следовательно, на станках с ЧПУ вместо сложных кондукторов применяют простые 
установочно-зажимные приспособления.

Важная особенность станков с ЧПУ – обработка макси
мального числа поверхностей с одной установки заготовки. 
Следовательно, приспособления должны быть спроектированы таким образом, чтобы установочные элементы и зажимные 
устройства не препятствовали подходу режущего инструмента 
к обрабатываемым поверхностям заготовки, обеспечивая при 
этом ее закрепление без перехвата. Наиболее эффективным 
средством при обработке пяти плоскостей является закрепление заготовок со стороны установочной опорной поверхности.

Переналадка станка, как правило, сводится лишь к за
мене программоносителя, на что затрачивается незначительное время. Однако существенные затраты подготовительнозаключительного времени связаны с транспортированием, 

Тема 1.1. Основные принципы выбора станочных приспособлений

установкой, закреплением, раскреплением и съемом приспособлений. Это увеличивает простой станка, доля которого в 
общем балансе времени обработки растет с уменьшением партии обрабатываемых деталей. Большое значение имеет также 
отсутствие простоев, связанных с подготовкой приспособлений при переналадке станков на обработку новых партий деталей. Следовательно, конструкции приспособлений должны 
также обладать гибкостью, т. е. обеспечивать быструю переналадку, ориентацию и закрепление на станке, а также легкое 
отсоединение и присоединение их пневмо- или гидросистемы к 
источнику давления.

Как известно, наибольшая доля времени простоя станков 

приходится на транспортирование, установку, закрепление, 
раскрепление и съем обрабатываемых заготовок. Следовательно, сокращение вспомогательного времени на транспортирование и установку заготовок позволяет значительно повысить 
эффективность использования станков с программным управлением, особенно многоцелевых. В связи с этим для установки заготовок на многоцелевых станках широко используются 
приспособления-спутники – унитарные установочные системы. Целесообразно при небольшом времени обработки применять быстродействующие ручные или механизированные зажимы, позволяющие значительно сократить вспомогательное 
время на закрепление и разжим обрабатываемых заготовок. 
В качестве зажимных устройств широко применяют универсальные гидравлические зажимные устройства с пневмогидравлическими усилителями давления. 

Стандартизация унифицированных агрегатов, узлов, де
талей и конструкций универсальных и специализированных 
приспособлений создает предпосылки для их централизованного изготовления, что в значительной мере снижает их себестоимость, повышает точность и долговечность, в результате 
чего повышается экономическая эффективность применения 
станков с ЧПУ за счет сокращения капитальных вложений на 
помещение и оборудование инструментальных цехов.

На станках с ЧПУ наиболее целесообразно применять 

системы обратимых переналаживаемых приспособлений, не 

Раздел 1. Основные сведения о станочных приспособлениях

требующих затрат времени и средств на их проектирование 
и изготовление, т. е. заранее изготовленных приспособлений 
многократного использования.

1.1.3. Основные конструктивные элементы приспособлений

Станочные приспособления в широком смысле – это устрой
ства, помещаемые на станки и служащие для установки и зажима обрабатываемых заготовок или рабочего инструмента. 

Вся номенклатура элементов приспособлений делится по 

назначению на группы: базовые, корпусные, установочные, 
направляющие, прижимные, крепежные и другие детали, механизмы и сборочные единицы. Перечисленные группы различны по сложности и точности обработки входящих в них 
элементов: элементы разных групп изготавливаются из разных 
материалов и проходят разную термическую обработку.

К базовым деталям относятся квадратные, прямоугольные 

и круглые плиты, базовые кольца и базовые угольники; конусные оправки, т. е. наиболее крупные; в том числе корпусные 
детали, которые обычно служат основанием приспособления. 
Корпус – базовый наиболее ответственный элемент приспособления, с помощью которого все детали и устройства приспособления объединяются в единое целое. Корпус обеспечивает заданное относительное расположение всех элементов 
и устройств приспособления, воспринимает силы обработки 
и зажима заготовок. Исходя из этого в группу базовых деталей также входят прокладки, подкладки, опоры, проставки, 
призмы, угловые опоры и подкладки, угольники (ребристые, 
монтажные, установочные) и плашки – т. е. все детали, которые служат для образования корпуса приспособления. 

К группе направляющих деталей относятся переходные и 

кондукторные втулки, валики и колонки; они служат для направления режущего инструмента и настройки размеров приспособления. 

В группу установочных деталей входят шпонки приверт
ные, штыри, установочные пальцы и диски, передвижные 
пальцы, переходники, цилиндрические центры, т. е. детали, 
служащие для установки и фиксации корпусных элементов 
приспособления или установки обрабатываемых деталей.