Технологические процессы в машиностроении

О. И. Разинская  С. Я. Алибеков   М. В. Винокуров

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ 

В МАШИНОСТРОЕНИИ

Лабораторный практикум

Йошкар-Ола

2022

УДК 621(076.5)
ББК 34.5я73

Р 17

Рецензенты:

профессор МарГУ, доктор технических наук Г. С. Юнусов;
профессор ПГТУ, доктор технических наук А. В. Егоров

Печатается по решению

редакционно-издательского совета ПГТУ

Разинская, О. И.

Технологические процессы в машиностроении: лабораторный 

практикум / О. И. Разинская, С. Я. Алибеков, М. В. Винокуров. –
Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический уни-
верситет, 2022. – 120 с.
ISBN 978-5-8158-2294-8

В лабораторный практикум по дисциплинам «Технологические про-

цессы машиностроительного производства» и «Технология конструкци-
онных материалов» (раздел «Обработка металлов резанием») включено 
10 работ. В каждой из них изложены теоретические сведения, приведены 
порядок выполнения работы, варианты задания, содержание отчета, кон-
трольные вопросы.

Для студентов направлений подготовки 22.03.01 «Нефтегазовое дело», 

15.03.01 «Машиностроение», 15.03.05 «Конструкторско-технологическое 
обеспечение машиностроительного производства» всех форм обучения

УДК 621(076.5)

ББК 34.5я73

ISBN 978-5-8158-2294-8
© Разинская О. И., Алибеков С. Я., 
Винокуров М. В., 2022
© Поволжский государственный 
технологический университет, 2022

Р 17

СОДЕРЖАНИЕ

Введение..................................................................................................4
Техника безопасности при выполнении лабораторных работ............5
Лабораторная работа № 1. Изучение основных видов 

механических передач и их характеристик .................................................6

Лабораторная работа № 2. Основные понятия процесса 

резания. Рабочие движения. Расчет основных элементов 
режимов резания..........................................................................................19

Лабораторная работа № 3. Инструменты и приспособления, 

применяемые на токарных станках............................................................27

Лабораторная работа № 4. Обработка заготовок 

на токарных станках. Устройство токарно-винторезного станка............34

Лабораторная работа № 5. Наладка токарно-винторезного 

станка на нарезание метрической (дюймовой) резьбы.............................40

Лабораторная работа № 6. Обработка конических 

поверхностей на токарных станках............................................................48

Лабораторная работа № 7. Обработка отверстий 

на сверлильных станках ..............................................................................56

Лабораторная работа № 8. Обработка заготовок 

на фрезерных станках. Настройка фрезерного станка 
на фрезерование плоскостей, пазов, уступов, 
фасонных поверхностей..............................................................................69

Лабораторная работа № 9. Устройство делительной 

головки модели УДГД-250. Методы непосредственного, 
простого и дифференциального деления...................................................79

Лабораторная работа № 10. Обработка заготовок 

на шлифовальных станках ..........................................................................88

Список литературы.............................................................................105
Приложение 1. Кинематическая схема станка1К62 ........................106
Приложение 2. Цепь главного движения .........................................107
Приложение 3. Механизм перебора..................................................109
Приложение 4. Настройка цепи подач..............................................110
Приложение 5. Цепи подач и нарезания резьбы..............................112
Приложение 6. Множительный механизм .......................................113
Приложение 7. Цепь метрической резьбы .......................................114
Приложение 8. Цепь дюймовой резьбы............................................116
Приложение 9. Дополнительные данные к лаборатории № 5 ........118

ВВЕДЕНИЕ

Обработка резанием является наиболее распространенной опе-

рацией при изготовлении деталей из различных материалов и основ-
ным на сегодняшний день видом обработки металлов путем снятия 
стружки.

Знания, полученные при изучении курса, необходимы при кон-

струировании металлорежущих станков, инструментов и приспособ-
лений, а также при проектировании более совершенных технологи-
ческих процессов обработки деталей.

Главной целью выполнения лабораторных работ является усвое-

ние и закрепление теоретических знаний студентов, полученных на 
лекциях. Вначале студенты изучают общие сведения по теме лабо-
раторной работы и уясняют цель работы, а затем тщательно изучают 
методику ее выполнения.

После обсуждения с преподавателем содержания лабораторной 

работы и правил по технике безопасности студенты выполняют экс-
периментальную часть работы в присутствии преподавателя и учеб-
ного мастера.

Закончив экспериментальную часть работы, студенты обрабаты-

вают результаты и составляют отчет.

В заключение студенты должны защитить выполненную лабора-

торную работу, ответив на вопросы преподавателя и показав усвое-
ние изученного материала.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ 

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

С целью исключения травматизма, а также поломки оборудова-

ния и приборов каждый студент должен ознакомиться с правилами 
техники безопасности при выполнении лабораторной работы.

При выполнении лабораторной работы запрещается:
• приступать к выполнению лабораторной работы без предвари-

тельного ознакомления с правилами техники безопасности;

• включать и выключать станок без разрешения учебного мастера;
• находиться в зоне отброса стружки и вращающейся детали;
• отводить или сметать стружку без применения специальных

крючков и щеток;

• касаться движущихся и вращающихся частей станка, заготовки 

и инструмента;

• облокачиваться на станок и передавать что-либо над станком 

или вращающейся деталью.

Обязанности студента:
• выполнять только ту работу, которая поручена ему преподава-

телем или учебным мастером;

• не мешать работе других студентов;
• быть внимательным и аккуратным во время выполнения работы;
• не отвлекаться самому и не отвлекать других посторонними 

разговорами;

• сдавать свое рабочее место чистым и в полном порядке;
• знать места расположения средств огнетушения и правила 

пользования ими.

Лабораторная работа № 1

ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ВИДОВ МЕХАНИЧЕСКИХ 

ПЕРЕДАЧ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Цель работы – изучить основные параметры и типы передач, их 

конструкции, применение и принципы работы; определить кинема-
тические и силовые параметры передач.

Оборудование: модели передач движения.

Теоретические сведения

Механические передачи по принципу работы делят на передачи 

трением с непосредственным контактом тел качения (фрикционные) и 
с гибкой связью (ременные); передачи зацеплением с непосредствен-
ным контактом (зубчатые и червячные) и с гибкой связью (цепные).

Передача – это механизм, служащий для передачи механиче-

ской энергии на расстояние.

Кроме основной функции передачи движения механическая пе-

редача обеспечивает:

•
согласование угловых скоростей исполнительных органов 

машины и двигателя;

•
регулирование и реверсирование (изменение направления) 

скорости исполнительного органа машины при постоянной угловой 
скорости двигателя;

•
преобразование вращательного движения двигателя в поступательное 
или другое движение исполнительного органа;

•
приведение в движение нескольких исполнительных органов 

(с различными скоростями движения) от одного двигателя.

Следовательно, под передачами понимают механизмы, служащие 
для передачи механической энергии на расстояние с преобразованием 
скоростей и моментов, иногда с преобразованием видов и 
законов движения. 

В данной лабораторной работе рассматриваются только механические 
передачи, которые используются преимущественно для передачи 
равномерного движения и реже для преобразования враща-

тельного движения в поступательное. Применение равномерного 
вращательного движения обусловлено его непрерывностью и равномерностью 
при малых потерях на трение.

Классификация механических передач

Во всех механических передачах различают два основных звена: 

ведущее – звено передачи, которое получает движение от двигателя, 
и ведомое – звено, которому передается движение. Параметры, относящиеся 
к ведущему звену, обозначаются индексом 1, а параметры,
относящиеся к ведомому звену, – индексом 2.

Рис. 1.1. Основные типы механических передач: а – фрикционная;
б – зубчатая; в – червячная; г – ременная; д – цепная; е – винт-гайка

Механические передачи классифицируются следующим образом:
1) по принципу передачи движения от ведущего звена к ведомому:
- передачи трением (основаны на использовании сил трения 

между элементами передачи): фрикционные (рис. 1.1, а), ременные 
(рис. 1.1, г);

- передачи зацеплением, работающие в результате возникновения 
давления между сопрягаемыми зубьями: зубчатые (рис. 1.1, е), 
зубчато-ременные, цепные (рис. 1.1, д);

2) по способу соединения звеньев:
- передачи непосредственного контакта сопрягаемых звеньев:

фрикционные, зубчатые, червячные, винт-гайка;

- передачи гибкой связью: ременные, цепные;
3) по характеру изменения скорости:
- понижающие;
- повышающие.
Зубчатая передача – это механизм, который с помощью зубчатого 
зацепления передает или преобразует движение с изменением 
скоростей и моментов. Усилие от одного элемента сцепляющейся 
пары к другому передается посредством зубьев, последовательно 
вступающих в зацепление. Зубья в основном имеют эвольвентный 
профиль. Меньшее зубчатое колесо передачи является ведущим и 
называется шестерней, а большее зубчатое колесо, получающее 
движение от ведущего, является ведомым и называется колесом зуб-
чатым.

Зубчатая передача, преобразующая вращательное движение 

между параллельными валами, называется цилиндрической, так 
как образующая сопрягаемых зубчатых колес является цилиндри-
ческой поверхностью. Цилиндрическая передача внешнего зацеп-
ления бывает с прямыми (рис. 1.2, а), косыми (рис. 1.2, б) и шев-
ронными (рис. 1.2, в) зубьями. На одной из пары зацепляющихся 
зубчатых колес зубья могут нарезаться не на наружной, а на внут-
ренней поверхности. Такая передача является цилиндрической пе-
редачей внутреннего зацепления (рис. 1.2, г).

Для преобразования вращательного движения шестерни в по-

ступательное движение рейки или поступательного движения рей-
ки во вращательное движение зубчатого колеса применяется зубча-
то-реечная передача (рис. 1.2, д). В таких передачах рейка рассмат-
ривается как колесо с бесконечно большим диаметром (числом 
зубьев). 

Рис. 1.2. Основные виды зубчатых передач: а – цилиндрическая прямозубая; 

б – цилиндрическая косозубая; в – шевронная; г – цилиндрическая с внутренним 
зацеплением; д – реечная; е – коническая прямозубая; ж – коническая косозубая; 

з – коническая с круговыми зубьями

Зубчатая передача, передающая движение между пересекающи-

мися осями, называется конической, так как пара зубчатых колес, 
находящихся в зацеплении, имеет форму усеченных конусов. Обыч-
но межосевой угол 90˚. Конические передачи бывают с прямыми 
зубьями (рис. 1.2, е), косыми (тангенциальными) зубьями (рис. 1.2, ж) 
и круговыми зубьями (рис. 1.2, з).

Червячная передача предназначена для передачи движения 

между валами со скрещивающимися осями и состоит из винта, 
называемого червяком 1 (рис. 1.3), и червячного колеса 2. Ведущим 
элементом передачи обычно является червяк, движение от которого 
к червячному колесу осуществляется по принципу винтовой пары.

Рис. 1.3. Червячная передача:

1 – червяк; 2 – червячное

колесо

При определенных парамет-
рах (угле подъема винтовой 
линии 
червяка) 
ведущим 

элементом передачи может 
быть и червячное колесо 
(например в центрифугах). 
Передача используется в ма-
шинах, где требуются боль-
шое 
передаточное 
число, 

а также точные перемещения.

Цепная передача относится к передачам зацепления с гибкой 

связью и состоит из расположенных на некотором расстоянии друг 
от друга (межосевое расстояние передачи) двух зубчатых колес, 
называемых звездочками, и охватывающей их цепи (рис. 1.1, д). 
Движение в передаче осуществляется за счет зацепления зубьев 
звездочек, имеющих специальную форму, с шарнирами цепи. По-
следние состоят из чередующихся наружных и внутренних пластин, 
соединенных валиками с надетыми на них втулками. Для уменьше-
ния трения и износа на втулки с зазором надеваются ролики. Такие 
цепи называются приводными роликовыми и обозначаются ПР. 
Цепные передачи широко используются в транспортных средствах и 
в сельскохозяйственных машинах. 

Передача винт–гайка используется для преобразования враща-

тельного движения одного из звеньев (винта или гайки) в поступа-
тельное движение другого. При этом как винт, так и гайка могут 
иметь либо одно из названных движений, либо оба движения одно-
временно. Один из элементов передачи может быть неподвижным. 
Винты в передачах делятся на грузовые (домкраты, прессы, нажим-
ные устройства) и ходовые (создание установочных, рабочих и хо-
лостых перемещений в станках и приборах). В передачах использу-
ются пары винт-гайка скольжения либо качения (рис. 1.1, е). В вин-
товых передачах обычно используется трапецеидальная резьба, в 
домкратах и винтовых прессах – упорная.

Ременная передача – это передача трения с гибкой связью. Она

состоит из двух или нескольких шкивов, охватываемых гибким рем-

нем (рис. 1.1, д). Нагрузка передается за счет сил трения, возникаю-
щих между шкивами и ремнем вследствие натяжения последнего. В 
качестве тягового органа ременной передачи (ремня) используются 
плоские, клиновые и поликлиновые ремни. Наибольшее применение 
получили прорезиненные и синтетические ремни. В настоящее вре-
мя широкое применение получили зубчато-ременные передачи, со-
единяющие в себе достоинства ременных и цепных передач. Зубча-
то-ременные передачи лишены основного недостатка стандартных 
ременных передач – проскальзывания ремня и шкива, то есть они 
имеют постоянное передаточное отношение. Движение в таких пе-
редачах осуществляется за счет зацепления зубьев ремня с зубьями 
шкивов. Ременные передачи широко применяются в машинах легкой 
и текстильной промышленности.

Кинематические и силовые соотношения в механических 
передачах

В любой механической передаче звено, передающее вращающий 

(крутящий) момент, называется ведущим; параметры, относящиеся к 
нему, отмечаются индексом 1. Звено, приводимое в движение от ве-
дущего, именуется ведомым; параметры, относящиеся к нему, отме-
чаются индексом 2. Контакт ведущего звена с ведомым происходит 
в точке Р (для зубчатой передачи это полюс зацепления).

Кинематические соотношения механических передач
Кинематическая схема – это условное изображение совокупно-

сти кинематических цепей в плоскости чертежа. В свою очередь, 
кинематическая цепь – это условное изображение совокупности 
передаточных устройств и механизмов в одной плоскости, связы-
вающих движения каких-либо конечных звеньев станка. Переда-
точные устройства и механизмы обозначены контуром, подобным 
реально существующим устройствам и механизмам. К ним можно 
отнести такие устройства и механизмы как цилиндрические, кони-
ческие и червячные зубчатые передачи, кулачковые и фрикцион-
ные муфты, различные тормозные устройства, ременные передачи, 
опоры.