Процессы и оборудование для формообразования деталей

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА 
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
 
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ 
БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ 
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА 
(МИИТ)» 

Институт транспортной техники и систем управления 
(ИТТСУ) 
Кафедра «Технология транспортного машиностроения 
и ремонта подвижного состава» 
 
 
 
 
 
Д.Г.Евсеев, А.Ю.Попов 

 

ПРОЦЕССЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ 

ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ 

 

Учебное пособие  

 

 

 

 

Москва – 2018 

 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА 
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
 
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ 
БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ 
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА 
(МИИТ)» 

Институт транспортной техники и систем управления 
(ИТТСУ) 
Кафедра «Технология транспортного машиностроения 
и ремонта подвижного состава» 
 
 
Д.Г.Евсеев, А.Ю.Попов 

 

ПРОЦЕССЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ 

ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ 

 
Учебное пособие 
для студентов направлений 
 
25.05.03 – Подвижной состав железных дорог 

15.03.05 – Конструкторско-технологическое обеспечение 
машиностроительных производств 
 

 

Москва – 2018 

УДК 621.91 

Е-76 

Евсеев Д.Г., Попов А.Ю. Процессы и оборудование для 
формообразования деталей: Учебное пособие. – М.: РУТ 
(МИИТ), 2018. – 279 с. 

В учебном пособии изложены базовые сведения об 
используемых в машиностроении методах механической 
обработки деталей, основных положениях теории резания, 
типах и конструкциях металлорежущих станков, видах ре-
жущих инструментов и режимах резания. 

Учебное пособие предназначено для студентов Инсти-

тута транспортной техники и систем управления, специали-
зирующихся в области технологии транспортного машино-
строения и ремонта подвижного состава. 

 
 
Рецензент: доктор технических наук, профессор ка-

федры «Технологии и оборудование машиностроения» 
Московского политехнического университета» Ю.В. Мак-
симов 

 
Рецензент: кандидат технических наук, доцент ка-

федры «Машиноведение, проектирование, стандартизаций 
и сертификация» РУТ (МИИТ) П.А. Андреев. 

 
 
 
 
 
© РУТ (МИИТ), 2018 

СОДЕРЖАНИЕ 

1 
ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ 
5 

1.1 
Основы теории резания металлов 
5 

1.2 
Геометрические параметры режущей части 
резцов 
6 

1.3 
Элементы режима резания 
13 

1.4 
Деформации при резании. Стружкообразо-
вание 
16 

1.5 
Силы, действующие на резец 
23 

1.6 
Тепловые явления при резании материалов 
31 

1.7 
Изнашивание режущих инструментов 
40 

1.8 
Скорость резания и влияние на нее основ-
ных факторов 
56 

1.9 
Вибрации в процессе резания 
61 

1.10 Обрабатываемость материалов резанием 
63 

1.11 Требования к современному режущему ин-
струменту 
68 

1.12 Инструментальные материалы 
75 

2 
ОСНОВНЫЕ 
СВЕДЕНИЯ 
О 
МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ 
88 

2.1 
Классификация металлорежущих станков 
88 

2.2 
Основные движения в станках и их кинема-
тические схемы 
92 

2.3 
Несущая система станка и ее элементы 
101 

2.4 
Приводы металлорежущих станков 
105 

2.5 
Передаточные механизмы приводов станков 
112 

2.6 
Исполнительные системы 
116 

2.7 
Вспомогательные системы станков 
119 

2.8 
Системы 
управления 
металлорежущих 
станков 
123 

2.9 
Особенности обработки заготовок на стан-
ках с ЧПУ 
129 

2.10 Выбор металлорежущих станков 
133 

3 
ОСНОВНЫЕ 
МЕТОДЫ 
ОБРАБОТКИ 
ЗАГОТОВОК НА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ 
СТАНКАХ 

 

134 

3.1 
Токарная обработка 
134 

3.2 
Обработка на сверлильных и расточных 
станках 
157 

3.3 
Обработка на фрезерных станках 
183 

3.4 
Обработка 
на 
станках 
строгально-
протяжной группы 
204 

3.5 
Обработка на зубообрабатывающих станках 
222 

3.6 
Обработка на шлифовальных и доводочных 
станках 
245 

3.7 
Обработка комбинированными методами 
267 

3.8 
Обработка поверхностным пластическим 
деформированием 
273 

 
 
 

 
 
 

 
 
 

 
 
 

 

1  ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ 

1.1 Основы теории резания металлов 

С древних времен основным способом обработки ме-

таллов была ковка, кузнец был главным производителем 

всех металлических изделий — оружие, молот, плуг, лопа-

та и т.д. Однако с появлением первых механизмов, искус-

ства кузнецов уже не хватало, требовались новые способы, 

новые средства для обработки металлов и получения из 

них более сложных изделий — появились металлообраба-

тывающие станки и, естественно, металлообрабатывающие 

инструменты. Наиболее распространенным методом меха-

нической обработки материалов становится резание, кото-

рое и по сей день во многих отраслях машиностроения за-

нимает ведущее место. Существует множество способов 

осуществления механической обработки резанием — это 

точение, фрезерование, сверление, зенкерование, развер-

тывание, протягивание, шлифование и др., сюда же отно-

сят и многочисленные способы резания металлов абразив-

ными инструментами. 

Даже относительно краткое изложение всех законо-

мерностей и особенностей перечисленных выше процессов 

механической обработки заняло бы весь объем данного 

учебника, поэтому, видимо, более целесообразно будет 

изучить основы процессов резания на примере наиболее 

распространенного и характерного процесса — точения. С 

достаточно высокой долей вероятности все эти закономер-

ности с учетом характерных особенностей могут быть пе-

ренесены на другие способы резания материалов. 

1.2 Геометрические параметры режущей части резцов 

Наиболее распространенным инструментом для реза-

ния материалов является токарный резец. 

Типичный проходной токарный резец состоит из кре-

пежной части и рабочей части. Крепежная часть (державка 

или стержень) предназначена для установки и закрепления 

резца в технологическом оборудовании или станочном 

приспособлении. Рабочая часть токарного резца образова-

на заточкой, содержит режущие кромки и состоит из пе-

редней поверхности, по которой сходит стружка при реза-

нии и двух задних поверхностей — главной и вспомога-

тельной (см. рис. 1.1). 

Пересечение передней и главной задней поверхностей 

образуют главную режущую кромку, выполняющую основную 
работу резания. 

Пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей 
образована вспомогательная режущая кромка, 

не участвующая в срезании материала, но существенно 

влияющая на шероховатость обработанной поверхности. 

Место сопряжения главной режущей кромки со вспомогательной 
кромкой образует вершину резца. 

При обработке резанием на обрабатываемой детали 

различают три поверхности — обрабатываемую (поверхность 
заготовки на участке который будет срезан слой материала 
при обработке), обработанную (поверхность получаемая 
после снятия срезаемого слоя) и поверхность резания (
переходная поверхность между обрабатываемой и 

обработанной поверхностями – образуется непосредственно 
режущей кромкой). Для определения геометрических 

параметров резца устанавливают координатные плоскости 

— плоскость резания и основную плоскость (см. рис. 1.2). 

Плоскостью резания называется плоскость, проходящая 

через главную режущую кромку касательно к поверхности 

резания. Основной плоскостью называется плоскость, па-

раллельная направлениям продольной и поперечной подач 

резца (перпендикулярна плоскости резания). 

Геометрические параметры резца обычно рассматри-

ваются в плане (вид на резец и деталь сверху) и в секущих 

плоскостях. 

Главной секущей плоскостью называется плоскость, 

перпендикулярная проекции главной режущей кромки на 

Рисунок 1.1 – Основные элементы проходного токарного 

резца: 1 – передняя поверхность; 2 – крепежная часть (дер-

жавка); 3 – главная режущая кромка; 4 – вспомогательная 

режущая кромка; 5 – вспомогательная задняя поверхность; 6 

– главная задняя поверхность; 7 – вершина резца 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.2 – Основные поверхности и плоскости при точе-

нии 

основную плоскость. 

Вспомогательной секущей плоскостью называется 

плоскость, перпендикулярная к проекции вспомогательной 

режущей кромки на основную плоскость. 

Взаимное положение данных поверхностей и режущих 

кромок в пространстве определяется при помощи ряда уг-

лов, которые в совокупности составляют геометрию ре-

жущего инструмента (см. рис. 1.3). 

Главные углы резца измеряются в главной секущей 

плоскости. 

Главным задним углом α - называется угол между 

плоскостью резания и главной задней поверхностью. Дан-

ный угол необходим для избежания трения о заготовку 

задней поверхности (всегда α > 0). 

Главным передним углом γ - называется угол между пе-

редней поверхностью резца и плоскостью, параллельной 

основной плоскости. Данный угол определяет характер 

протекания процесса резания различных материалов (силы 

резания, деформацию стружки, температуру резания, виб-

рации и др.). Угол у может быть положительным, равным 0 

и отрицательным. 

Углом заострения β - называется угол между передней 

и главной задней поверхностями. 

Рисунок 1.3 – Геометрические параметры токарного резца 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.4 – Элементы режима резания и сечения срезае-

мого слоя при точении 

Углом резания δ - называется угол между плоскостью 

резания и передней поверхностью резца. 

При положительном значении угла у между ними су-

ществуют зависимости: 

α + β + γ = 90° 

δ + γ = 90° 

δ = 90° - γ 

δ = α + β 

β = 90º - γ – α 

Во вспомогательной секущей плоскости, перпендику-

лярной проекции вспомогательной режущей кромки на ос-

новную плоскость, измеряются вспомогательные задние и 

передние углы α1, γ1. и β1.  

Главным углом в плане φ - называется угол между про-

екцией главной режущей кромки на основную плоскость и 

направлением подачи. Данный угол оказывает существен-

ное влияние на процесс резания (силу резания, температу-

ру резания, точность обработки и др.) 

Вспомогательным углом в плане φ1 - называется угол 

между проекцией вспомогательной режущей кромки на 

основную плоскость и направлением, противоположным 

направлению подачи. Данный угол оказывает значитель-

ное влияние на шероховатость обработанной поверхности.