Современное металлообрабатывающее оборудование

M. Ю. Сибикин 

СОВРЕМЕННОЕ 

МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ 

ОБОРУДОВАНИЕ 

С п р а в о ч н и к

Третье тзданиен
Издание третье, стереотипное

 

D i r e c t M E D I A 

Издание третье, стереотипное

Москва
Берлин 

2020 

УДК 621.7-114(03) 
ББК 34.5-5я2
          С34 

Рецензенты:
А. Н. Черненко – д-р техн. наук, проф.
(Российский Новый Технический Университет); 
Г. М. Отдельнов – (ОАО «Гипротяжмаш)

Сибикин, М. Ю. 
С34           
Современное металлообрабатывающее  
оборудование : справочник / М. Ю. Сибикин. –
Изд. 3-е, стер. – Москва ; Берлин : Директ-Медиа, 
2020. – 308 с.

ISBN 978-5-4499-0765-3

В справочнике приведены сведения о назначении, 
области применения и технические характеристики наибо-
лее востребованных на российском рынке моделей металло-
режущего, кузнечно-прессового, литейного и сварочного 
оборудования отечественного и зарубежного производства. 

Даны рекомендации по выбору и применению луч-
ших моделей металлообрабатывающего оборудования при 
проектировании новых и реконструируемых машинострои-
тельных предприятий. Предложены пути модернизации 
устаревших моделей металлообрабатывающего оборудования. 

Для инженерно-технических работников всех отраслей 
машиностроения и студентов машиностроительных вузов, 
техникумов и колледжей. 

УДК 621.7-114(03) 
ББК 34.5-5я2

ISBN 978-5-4499-0765-3 

© Сибикин М. Ю., текст, 2020
© Издательство «Директ-Медиа», оформление,  
2020 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Предисловие 
7 

Введение 
9 

Г л а в а 1. Общие сведения о металлорежущих станках 
11 

1.1. Основные технологические термины и определения 
11 
1.2. Классификация, система обозначения и режимы резания металлорежущих станков 
17 
1.3. Технические характеристики технологического оборудования 
24 
1.4. Общие сведения о программном управлении станками 
25 
1.5. Конструктивные особенности современных отечественных УЧПУ . . . 29 

Г л а в а 2. Станки токарной группы 
32 

2.1. Назначение и классификация токарных станков 
32 
2.2. Токарные автоматы и полуавтоматы 
33 
2.3. Универсальные токарно-винторезные и токарные станки 
42 
2.4. Токарно-карусельные станки 
50 
2.5. Токарные станки с ЧПУ 
52 
2.6. Токарные обрабатывающие центры 
63 
2.7. Токарные станки разные 
71 

Г л а в а 3. Станки сверлильно-расточной группы 
79 

3.1. Назначение и классификация сверлильно-расточных станков 
79 
3.2. Конструктивные особенности сверлильно-расточных станков с ЧПУ. . 80 
3.3. Вертикально-сверлильные станки 
81 
3.4. Радиально-сверлильные станки 
84 
3.5. Горизонтально-расточные станки и горизонтальные обрабатывающие 
центры 
85 
3.6. Координатно-расточные станки 
92 
3.7. Отделочно-расточные и хонинговальные станки 
93 

Г л а в а 4. Станки шлифовальные и доводочные 
95 

4.1. Назначение, классификация, режимы резания шлифовальных 
и доводочных станков 
95 
4.2. Круглошлифовальные станки 
98 
4.3. Плоскошлифовальные станки 
100 
4.4. Бесцентрово-шлифовальные станки 
102 
4.5. Внутришлифовальные, точильно-шлифовальные и заточные 
станки 
103 
4.6. Общие сведения о станках, работающих по методу тонкого 
шлифования 
105 

3 

Г л а в а 5. Станки для электрофизико-химической, ультразвуковой обработки, 
комбинированные 
114 

5.1. Общие сведения о лучевой обработке деталей 
114 
5.2. Лазерные технологические установки 
116 
5.3. Отечественные станки электрофизико-химической обработки . . . . 
117 
5.4. Зарубежные станки ультразвуковой обработки 
120 
Г л а в а 6. Станки резьбообрабатывающие 
123 
6.1. Назначение и классификация резьбообрабатывающих станков . . . . 
123 
6.2. Способы резьбообрабатывания 
126 
6.3. Зарубежные резьбообрабатывающие станки и приспособления . . . . 
130 

Г л а в а 7. Станки зубообрабатывающей группы 
133 

7.1. Назначение, классификация и общие сведения о зубообрабаты-
вающих станках 
133 
7.2. Нарезание зубчатых колес зубодолблением 
138 
7.3. Зубострогальные станки 
140 
7.4. Зубошлифовальные станки 
143 

Г л а в а 8. Станки фрезерной группы 
148 

8.1. Назначение и классификация фрезерных станков 
148 
8.2. Широкоуниверсальные консольно-фрезерные станки 
150 
8.3. Вертикальные, горизонтальные и продольно-фрезерные станки 
. . . 155 
8.4. Отечественные фрезерные станки с ЧПУ и обрабатывающие 
центры 
156 
8.5. Импортные фрезерные станки и обрабатывающие центры 
176 

Г л а в а 9. Станки строгально-протяжной группы 
182 

9.1. Назначение и классификация строгальных станков 
182 
9.2. Поперечно-строгальные станки 
183 
9.3. Продольно-строгальные и долбежные станки 
184 
9.4. Устройство протяжных станков 
185 

Г л а в а 10. Многоцелевые станки 
189 

10.1. Общие сведения, назначение и классификация многоцелевых 
станков 
189 
10.2. Особенности конструкций многоцелевых станков 
189 
10.3. Многоцелевые сверлильно-фрезерные станки 
191 
10.4. Интегрированный обрабатывающий центр с ЧПУ 
193 
10.5. Мощные высокоскоростные обрабатывающие центры и 
суперцентры 
195 
10.6. Многоцелевые станки промышленной группы «АСВ-Техника» . . . 
199 
10.7. Многоцелевые станки зарубежных фирм 
204 

Г л а в а 11. Станки специального назначения 
207 

11.1. Станки трубообрабатывающие 
207 
11.2. Станки для ротационной вытяжки 
207 
11.3. Станки для ремонта роторов 
209 

4 

Г л а в а 12. Агрегатные станки 
214 

12.1. Назначение агрегатных станков и схемы их компоновок 
214 
12.2. Модульные специальные металлорежущие станки 
215 
12.3. Конструктивные особенности модулей 
217 

Г л а в а 13. Капитальный ремонт и модернизация металлорежущего 
оборудования 
218 

13.1. Ремонт и модернизация зубообрабатывающего оборудования . . . . 218 
13.2. Ремонт и модернизация станков на предприятиях промышленной 
группы «АСВ-Техника» 
219 
13.3. Сервисное обслуживание металлорежущих станков Рязанским 
станкостроительным заводом 
221 

Г л а в а 14. Кузнечно-прессовое оборудование 
222 

14.1. Общие сведения о кузнечно-прессовом производстве 
222 
14.2. Оборудование кузнечных цехов свободной ковки 
225 
14.3. Кузнечно-прессовое оборудование зарубежных фирм 
230 

Г л а в а 15. Листоштамповочное оборудование 
237 

15.1. Общие сведения о производстве штампованных изделий 
237 
15.2. Ножницы для резки листовых и профильных материалов 
238 
15.3. Прессы листоштамповочные 
243 
15.4. Вытяжные прессы листоштамповочные 
245 
15.5. Штамповочные автоматы 
250 

Г л а в а 16. Правильные и гибочные машины 
253 

16.1. Назначение, принцип действия и производители правильно-
гибочных машин 
253 
16.2. Профилегибочные, трубогибочные и арматурогибочные станки . . . 256 
16.3. Гидравлические вертикально-гибочные прессы 
258 

Г л а в а 17. Лазерные и плазменные прессы и комплексы 
263 

17.1. Назначение и принцип действия 
263 
17.2. Станки с ЧПУ портального типа для резки плазмой и автогеном. . . 264 
17.3. Плазменная резка листа металла толщиной до 160 мм 
266 
17.4. Тонкоструйная плазмотехника 
266 

Г л а в а 18. Литейное оборудование 
268 

18.1. Общие сведения о литейных цехах 
268 
18.2. Технологическая характеристика отливок 
269 
18.3. Плавильные агрегаты для чугунного литья 
271 
18.4. Плавильные агрегаты для плавки стального литья 
275 
18.5. Плавильные агрегаты для цветного литья 
278 
18.6. Установки электрошлакового переплава 
281 

Г л а в а 19. Сварочное оборудование 
282 

19.1. Классификация видов электродуговой сварки и источников тока . . 282 
19.2. Сварочные трансформаторы 
283 

5 

19.3. Сварочные выпрямители 
286 
19.4. Назначение и области применения сварочных выпрямителей . . . . 
289 
19.5. Инверторные источники сварочного тока 
290 
19.6. Источники сварочного тока резонансные 
291 
19.7. Сварочные агрегаты 
291 
19.8. Машины для точечной сварки 
294 
19.9. Машины для шовной сварки 
297 
19.10. Машины для стыковой сварки 
298 
19.11. Особенности электросварки в среде защитных газов 
298 

Г л а в а 20. Определение обобщающего показателя экономической 
эффективности внедрения современного прогрессивного металлообрабатывающего оборудования 
300 

20.1. Общие сведения о коэффициенте сменности работы оборудования 
300 
20.2. Методы определения фактического коэффициента сменности 
работы оборудования 
301 
20.3. Основные направления повышения коэффициента сменности работы 
металлообрабатывающего оборудования 
302 
20.4. Определение факторов, повышающих коэффициент сменности 
работы оборудования 
303 

Литература 
307 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

В решении проблемы модернизации промышленности России металлообработке принадлежит первостепенная роль. 
Основными аспектами, определяющими развитие металлообрабатываю­
щей промышленности России на перспективу до 2020 г., являются: 
• План мероприятий по реализации в среднесрочной перспективе приоритетных задач, предусмотренных Концепцией развития автомобильной 
промышленности России. 
• План мероприятий по реализации Стратегии развития транспортного
машиностроения Российской Федерации на период до 2015 г. 
• План мероприятий по развитию отечественного сельскохозяйственного
машиностроения. 
• Реализация программы союзного государства «Создание и организация
серийного производства комплексов высокопроизводительных сельскохозяйственных машин на базе универсального мобильного энергетического средства мощностью 200...450 л. с». 
• Обеспечение реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения «Разработка и освоение серийного производства семейства конкурентоспособных дизельных двигателей для автотранспортных средств 
различного назначения» (головной исполнитель — ОАО «Заволжский моторный завод»). 
• Обеспечение реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения «Разработка и организация серийного производства зерноуборочного комбайна шестого класса» (головной исполнитель — ОАО «Ро-
стсельмаш»). 
• Обеспечение реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения «Создание семейства двигателей для грузовых автомобилей, удовлетворяющих требованиям к выбросам вредных загрязняющих веществ в Евро-2, Евро-3, Евро-4» (головной исполнитель — ОАО «КАМАЗ»). 
• Обеспечение реализации важнейшего инновационного проекта «Разработка и освоение производства гаммы отечественных универсальных технологических роботов для массовых автоматизированных производств гражданской машиностроительной продукции». 
• Обеспечение реализации важнейшего инновационного проекта «Разработка и организация серийного производства гусеничного трактора класса 
5,0». 

7 

• Развитие опережающими темпами судостроения, производства авиационной и вычислительной техники, средств связи, технологического оборудования для топливно-энергетического комплекса, изделий медицинской техники. 
• Рост выпуска вертолетов? подтвержденный наличием экспортных заказов. Большой спрос обусловлен высокими качественными характеристиками 
вертолетов российского производства и их более низкими ценами по сравнению с иностранными производителями. 
В этих условиях наличие справочного материала по прогрессивному металлообрабатывающему оборудованию приобретает важное значение. 

Автор 

8 

ВВЕДЕНИЕ 

Машиностроению принадлежит определяющая роль в укреплении индустриальной мощи страны. 
Приняв новый стратегический курс на ускорение социального и экономического развития России, Президент и Правительство поставили перед страной задачу огромной экономической и политической значимости: модернизировать машиностроение, перестроить его на выпуск систем и комплексов 
оборудования самого высокого технического класса для всех отраслей промышленности и бытовых нужд населения. 
Один из коренных вопросов, решение которого обеспечит выход машиностроения на более высокую качественную ступень, — повышение технического уровня и эксплуатационной надежности машин, оборудования, приборов. 
К 2020 г. предстоит снизить удельную металлоемкость машин на 12... 18 %, 
удельную энергоемкость — на 7... 12 %, степень автоматизации довести до 
36%. 
В выпуске новой техники приоритет будет отдан машинам, оборудованию 
и приборам, наиболее активно способствующим ускорению технического 
прогресса. Государственную поддержку получат отрасли, играющие ключевую 
роль в интенсификации общественного производства: станкостроение, приборостроение и электротехническая промышленность. Объемы производства 
в этих отраслях возрастут за 5 лет в 2,5...3 раза. 
Разработан и принят «План первоочередных мероприятий по развитию 
станкостроения», содержащий программу согласованных активных действий 
государства, бизнеса и научных организаций. 
Инновационное развитие машиностроения, насыщение производства новыми техническими средствами и технологиями являются основным источником дальнейшего экономического роста страны. В России есть все необходимые условия для опережающего инновационного развития машиностроения: собственная сырьевая база, научный, интеллектуальный, кадровый, производственный потенциал. 
Настоящий справочный материал, изложенн в книге с учетом требований 
Федеральных государственных образовательных стандартов для специальностей 151001 и 151901 «Технология машиностроения». Сконцентрированные 
сведения будут помогать учащимся и специалистам решать актуальные вопросы отечественного машиностроительного комплекса, его модернизации и 
развитие в России. 

9 

В книге представлен материал о назначении, области применения и технические характеристики наиболее востребованных на российском рынке моделей металлорежущего, кузнечно-прессового, литейного и сварочного оборудования отечественного и зарубежного производств, даны примеры и рекомендации по модернизации оборудования. 
Справочник предназначен инженерно-техническим работникам всех отраслей машиностроения и студентам машиностроительных вузов, техникумов 
и колледжей. 

10 

Г Л А В А 1 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ 
СТАНКАХ 

1.1. Основные технологические термины 
и определения 

Применяемые в науке, технике и производстве термины и определения 
основных понятий в области технологических процессов изготовления и ремонта изделий машиностроения установлены ГОСТ 3.1109—82*. Термины, 
предусмотренные стандартом, обязательны для применения в документации 
всех видов научно-технической, учебной и справочной литературы. 
На заводе производственный процесс складывается из совокупности действий людей и работы машин, в результате чего из материалов и полуфабрикатов получают готовую продукцию. В соответствии с ГОСТ 3.1109—82* технологическим процессом называют часть производственного процесса, содержащую целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда (изменение размеров, формы, свойств обрабатываемого 
материала или сборка деталей и сборочных единиц в готовое изделие). 
Технологический процесс подразделяют на операции. Операция в свою 
очередь состоит из переходов, установов, позиций и рабочих приемов. 
Операция — часть технологического процесса обработки одной или нескольких деталей, выполняемая на одном рабочем месте одним рабочим или 
бригадой непрерывно до перехода к обработке следующей детали (деталей). 
Переход — часть операции, в процессе которой обрабатывают одну или 
одновременно несколько поверхностей при неизменных инструменте и режиме обработки. Для снятия с обрабатываемой поверхности большого слоя металла переход делят на проходы. 
Проход — часть перехода, связанная со снятием одного слоя металла с обрабатываемой поверхности. Режим обработки и рабочий инструмент при проходе также не изменяются (изменение глубины резания не рассматривается 
как изменение режима обработки). 
Операция и переход — основные элементы технологического процесса, и 
их содержание записывают в карту технологического процесса. На операцию 
рабочему устанавливают норму времени. 
Операцию можно выполнять за один или несколько установов. 
Установ — часть операции, выполняемая при одном закреплении детали 
на станке. 
В качестве примера рассмотрим два варианта возможной токарной обработки валов электродвигателей. Первый вариант. Установив вал в центрах 
станка, обрабатывают ступени одного его конца, затем, перевернув и пере-

п 

крепив вал, — ступени другого его конца. Второй вариант. У всей партии валов поочередно обрабатывают ступени одного конца, затем также поочередно 
обрабатывают ступени другого конца. 
В первом варианте обработка валов произведена в одну операцию, но за 
два установа. Во втором — вся партия валов обработана за две операции с одного установа в каждой из них. 
Если закрепленная деталь перемещается вместе с приспособлением в другое положение для обработки другим инструментом или других поверхностей, 
то такая операция состоит из нескольких позиций (например, обработка подшипниковых щитов электродвигателей на вертикальных многошпиндельных 
полуавтоматах). 
Позиция — часть операции, выполняемая при неизменном положении обрабатываемой детали относительно рабочих органов станка. 
При определении расчетной нормы времени возникает необходимость деления операции на еше более мелкие части — рабочие приемы. 
Рабочий прием — законченное действие рабочего при выполнении операции (например, включение механической подачи, поворот резцедержателя, 
остановка станка и т. п.). 
Цикл технологической операции — интервал календарного времени от начала до конца периодически повторяющейся технологической операции независимо от числа одновременно изготовляемых или ремонтируемых изделий. 
Технологический режим — совокупность значений параметров технологического процесса в определенном интервале времени. (К параметрам технологического процесса относят скорость резания, подачу, глубину резания, 
температуру нагрева или охлаждения и т.д.). 
Обрабатываемая поверхность — поверхность, подлежащая воздействию в 
процессе обработки. 
Технологическая база — поверхность, сочетание поверхностей, ось или точка, используемые для определения положения предмета труда в процессе изготовления. 
Припуск — слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях 
достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности. 
Обработка — действие, направленное на изменение свойств предмета труда при выполнении технологического процесса. 
Механическая обработка — обработка резанием или давлением. 
Черновая обработка — обработка, в результате которой снимается основная часть припуска. 
Чистовая обработка — обработка, в результате которой достигаются заданные точность размеров и шероховатость обрабатываемых поверхностей. 
Технологический документ — графический или текстовый документ, который отдельно или в совокупности с другими документами определяет технологический процесс или операцию изготовления изделия. 
Комплекс процедур, необходимых для подготовки и утверждения технологического документа в соответствии с порядком, установленным на предприятии, называют оформлением технологического 
документа. 
Операционное описание технологического процесса — полное описание всех 
технологических операций в последовательности их выполнения с указанием 
переходов и технологических режимов. 

12 

Маршрутно-операционное описание технологического процесса — сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения. 
В зависимости от количества и номенклатуры выпускаемых предприятием 
изделий и их трудоемкости машиностроительные производства разделяют на 
три типа: массовое; серийное; индивидуальное, или единичное. Каждому 
типу производства присущи своя организация производства и характер технологических процессов. 
Массовым производством называют производство однотипных изделий, 
выпускаемых в больших количествах в течение сравнительно длительного 
времени. Для массового производства характерно применение для обработки 
деталей специальных станков, станков-полуавтоматов и автоматов, а также 
автоматических линий. Оборудование в цехах в данном случае устанавливают 
по потоку, т. е. по ходу технологического процесса. За каждым станком, как 
правило, закрепляют выполнение одних и тех же операций. 
Станки оснащают высокопроизводительными быстродействующими приспособлениями, специальным и комбинированным режущим инструментом. 
Для проверки деталей применяют измерительные приспособления, различные калибры и шаблоны. Сборку изделий производят на конвейерно-поточных 
линиях. 
Как пример массового производства можно привести обработку валов 
электрических машин на автоматических линиях, подшипниковых щитов на 
вертикальных многошпиндельных полуавтоматах. 
Серийное производство — это такое производство, при котором изготовление изделий производится в течение месяца, квартала периодически повторяющимися партиями (сериями). 
В зависимости от величины партии серийное производство подразделяют 
на мелко-, средне- и крупносерийное. 
По методам изготовления изделий мелкосерийное производство тяготеет 
к индивидуальному, а крупносерийное — к массовому производству. При серийном производстве применяют универсальное, специальное, специализированное оборудование, станки-автоматы. 
За каждым станком закрепляют выполнение одной или нескольких операций. Универсальные станки оснащают специальными приспособлениями, 
превращающими их в специализированные. 
Используют специальный и универсальный режущий и измерительный 
инструменты. С целью приближения методов обработки изделий, присущих 
массовому производству, в серийном производстве все чаще применяют 
групповую обработку деталей и универсально-сборные 
приспособления 
(УСП). 
Индивидуальное, 
или единичное, производство — это такое производство, 
при котором изделия изготовляют в одном или нескольких экземплярах. При 
этом выпуск их в дальнейшем не повторяется или повторяется через неопределенные, длительные промежутки времени. 
Выбор типа производства осуществляется путем сравнения темпа выпуска 
детали со средним штучным временем, затрачиваемым на одну операцию механической обработки. 

13 

Интервал времени т в между выпуском двух последовательно обрабатываемых деталей в условиях строго ритмичного производства называют темпом 
выпуска. 
Темп выпуска (мин/шт.) рассчитывают по формуле 

60F„ • m 

т„ = 
N 
(1.1) 

где Fa — действительный годовой фонд времени работы оборудования при работе в одну смену, ч; m — число смен; N— годовая программа выпуска заданной детали, шт. 

Действительный годовой фонд времени (ч) рассчитывают по формуле 

Fa = Г С МФА;, 
(1.2) 

где Тсм — продолжительность одной смены, ч; Ф — число рабочих дней в 
году; А р — коэффициент (Äp < 1), учитывающий простой оборудования в 
течение рабочей смены в связи с текущим ремонтом и техническим обслуживанием (принимают по данным табл. 1.1). 

Т а б л и ц а 
1.1. Значение коэффициента Kf 

Оборудование 

Число рабочих смен 

Оборудование 

1 
2 
3 

Металлорежущие станки общего назначения 
0,98 
0,97 
0,96 

Уникальные металлорежущие станки (массой 
свыше 100 т или особо сложной конструкции) 
-
0,94 
0,90 

Автоматические линии 
-
0,90 
0,88 

Число рабочих дней в году определяют по формуле 

Ф = 365 - (В + П), 
(1.3) 

где 365 — число дней в году; В — число выходных дней; П — число праздничных дней. 
Среднее штучное время (мин) на операцию рассчитывают по формуле 

Ут 
£j
A 
шт./ 
(1.4) 

где п — число операций механической обработки; 7^, — штучное время /-й 
операции. 
Для подсчета ТшА 
используют приближенные формулы основного времени Т0 для отдельных переходов, входящих в операцию (табл. 1.2), а также 
ориентировочные поправочные коэффициенты ф^, учитывающие вспомогательное время на выполнение операции (табл. 1.3): 

14 

(1.5)