Механическая обработка поверхностей заготовок

Московский государственный технический университет 
имени Н.Э. Баумана

И.Б. Шачнева, А.И. Яковлев

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА 
ПОВЕРХНОСТЕЙ ЗАГОТОВОК

Методические указания к выполнению домашнего задания № 2

Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2011

УДК 621.9
ББК 34.63
         Ш32
Рецензент Б.М. Дмитриев

Шачнева И.Б.
Ш32     Механическая обработка поверхностей заготовок : метод. 
указания к выполнению домашнего задания № 2 / И.Б. Шачне-
ва, А.И. Яковлев. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. – 
22, [2] с.: ил.
Рассмотрены цель, задача, содержание домашнего задания и требования 
к его оформлению. Приведены методические указания к выполнению 
задания и рассмотрен пример его решения, даны справочные материалы. 
Для студентов технологических и конструкторских специальностей 
машиностроительных вузов и преподавателей.
Рекомендовано Учебно-методической комиссией факультета МТ 
МГТУ им. Н.Э. Баумана.

УДК 621.9
ББК 34.63

 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧА ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ

Целью домашнего задания является закрепление знаний, полученных 
студентами при изучении курса «Технология конструкционных 
материалов».
Задача домашнего задания – развитие у студентов следующих 
умений:
а) выбирать методы, способы получения заготовок и виды меха-
нической обработки;
б) выбирать рациональные схемы обработки заданных поверх-
ностей с учетом технических требований чертежа;
в) оценивать технологичность конструкции детали в соответ-
ствии с выбранными методами и видами обработки ее поверхно-
стей;
г) использовать справочную техническую литературу и техниче-
ские рекомендации.

2. СОДЕРЖАНИЕ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ

Каждому студенту выдается чертеж детали согласно номеру ва-
рианта. Домашнее задание включает решение двух задач.
Задача 1. По чертежу детали оценить технологичность кон-
струкции, дать свои предложения по ее изменению в целях улучше-
ния технологичности и начертить эскиз измененной конструкции 
детали.
Задача 2. Для поверхностей А, Б, В, указанных на чертеже дета-
ли, выбрать виды их обработки согласно требованиям, предъявляе-
мым к точности размеров и шероховатости поверхности, приведен-
ных на чертеже.
С учетом типа производства или объема выпуска для выбран-
ных видов обработки указанных поверхностей назначить и обо-
сновать типы оборудования и режущего инструмента, составить 
рациональные схемы обработки этих поверхностей и разработать 
последовательность обработки каждой поверхности, начиная с за-
готовки.

3. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ 
ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ

Работу выполняют на стандартных листах бумаги формата А4 
(ГОСТ 2.301), а текст оформляют в соответствии с общими требова-
ниями к текстовым документам по ГОСТ 2.105.
Студент выполняет домашнее задание по заданному варианту в 
последовательности, изложенной в методических указаниях.
Текстовую часть домашнего задания выполняют ручкой, эски-
зы изображают карандашом с применением чертежных инструмен-
тов. Для оформления задания можно пользоваться компьютером.
На схемах обработки указывают стрелками направления движе-
ний резания и их буквенные обозначения. Обработанную поверхность 
и направления движений резания обводят красным карандашом.
Справочные данные, необходимые для выполнения домашнего 
задания, приведены в приложении 1.
Пример оформления домашнего задания приведен в приложе-
нии 2.

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ 
ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ

Решение задачи 1 основано на анализе чертежа детали.
Технологичность конструкции оценивают с учетом ряда типовых 
условий и правил, нарушение которых усложняет технологию, 
повышает себестоимость и увеличивает процент брака при изготовлении.

Основными требованиями построения технологичных конструкций 
деталей можно считать: 
1) обеспечение размеров детали в соответствии с нормальным 
рядом чисел диаметров и длин, резьб, модулей зубчатых колес, шпоночных 
канавок и др.;
2) наличие свободного входа и выхода режущего инструмента;
3) замену сложных поверхностей простыми;
4) облегчение сборочных операций;
5) уменьшение числа применяемых режущих инструментов.
Изменения, внесенные в конструкцию детали, обозначить красным 
карандашом (или изобразить эскиз измененной детали). Объяснить, почему 
внесенные изменения улучшают технологичность детали.

Решение задачи 2 осуществляют по следующему алгоритму.
1. Анализ исходных данных и технических требований по чертежу 
детали:
а) конфигурация детали;
б) габаритные размеры детали;
в) материал детали;
г) тип производства и объем выпуска (задаются преподавателем);

д) характеристика поверхностей (А, Б, В):
– вид поверхности и ее номинальные размеры,
– квалитет размеров,
– параметр шероховатости, 
– требования к точности формы и расположения поверхностей.
2. На основе анализа исходных данных выбрать:
а) виды обработки поверхностей (А, Б, В). Исходя из условий 
технической реализации, провести анализ возможных вариантов обработки 
заданных поверхностей и выбрать вид обработки, который 
является наиболее рациональным для заданных условий;
б) вид заготовки.
Начертить эскиз заготовки.
3. Для выбранных видов обработки поверхностей (А, Б, В) назначить 
и обосновать типы оборудования и режущего инструмента. 
Разработать последовательность обработки каждой поверхности, 
начиная с заготовки, и составить схемы обработки (с учетом конфигурации 
и размеров детали) только для окончательной обработки 
каждой поверхности.

5. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ
ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ

Задача 1. Оценка технологичности конструкции детали (рис. 1).
С учетом типовых правил проектирования деталей машин, а также 
условий обработки поверхностей заданной детали можно предложить 
следующие рекомендации по улучшению технологичности 
конструкции:
– размер 37 мм следует заменить размером 36 мм. Остальные 
размеры соответствуют стандартным (табл. 1);
– канавку кольцевую фасонную радиусом R = 1,5 мм предпочти-
тельнее заменить канавкой кольцевой прямоугольной формы (тогда 
при обработке будет использован стандартный прорезной резец);

Таблица 1
Нормальные линейные размеры, мм

Ra 5
Ra 10
Ra 20
Ra 40

1,0
1,0
1,2
1,0
1,2
1,1
1,4
1,0
1,2
1,05
1,3
1,1
1,4

1,6
1,6
2,0
1,6
2,0
1,8
2,2
1,6
2,0
1,7
2,1
1,8
2,2

2,5
2,5
3,2
2,5
3,2
2,8
3,6
2,5
3,2
2,6
3,4
2,8
3,6

4,0
4,0
5,0
4,0
5,0
4,5
5,6
4,0
5,0
4,2
5,3
4,5
5,6

6,3
6,3
8,0
6,3
8,0
7,1
9,0
6,3
8,0
6,7
8,5
7,1
9,0

10
10
12
10
12
11
14
10
12
10,5
13  
11
14

16
16
20
16
20
18
22
16
20
17
21
18
22

25
25
32
25
32
28
36
25
32
26
34
28
36

40
40
50
40
50
45
56
40
50
42
53
45
56

63
63
80
63
80
71
90
63
80
67
85
71
90

100
100
125
100
125
110
140
100
125
105
130
110
140

160
160
200
160
200
180
220
160
200
170
210
180
220

250
250
320
250
320
280
360
250
320
260
340
280
360

Рис. 1. Ось ручки захвата. Общие допуски по ГОСТ 30893.1:
H11, h11 ±IT11/2

– в случае шлифования поверхности диаметром D = 9h9 мм, 
Rа 0,63 мкм, необходимо предусмотреть канавку шириной 3 мм для 
выхода шлифовального круга;
– для облегчения сборки необходимо в отверстии диаметром 
D = 2 мм предусмотреть фаски с двух сторон размером 0,6×45° (см. 
приложение 1).
Эскиз детали, измененной с учетом предложенных рекоменда-
ций, представлен на рис. 2.

Рис. 2. Эскиз измененной детали

Задача 2. Рассмотрим решение задачи на примере чертежа дета-
ли «Ось ручки захвата» (cм. рис. 1).
1. Анализ исходных данных.
Деталь типа тела вращения с соотношением L/d = 37/8 = 4,6 не 
более 5, что соответствует жесткой конструкции. Деталь включает 
поверхности: торцовые, цилиндрические, кольцевую фасонную ка-
навку, отверстие вне центральной оси, лыску.
Материал – сталь 40Х.
Тип производства – единичное.
Поверхность А цилиндрическая наружная, диаметр D = 8 мм, 
шероховатость Rа – не более 1,25 мкм, допуск размера по 9-му ква-
литету, допуск формы на чертеже не указан.
Поверхность Б плоская (лыска), шероховатость Rа – не более 
6,3 мкм, допуск размера по 11-му квалитету, допуск формы на чер-
теже не указан.
Поверхность В – отверстие диаметром d = 2 мм цилиндриче-
ское сквозное вне центральной оси, шероховатость Rа – не более 
12,5 мкм, допуск размера по 11-му квалитету, допуск формы на чер-
теже не указан.

2. Выбор вида обработки.
На основе анализа исходных данных выбираем виды обработки 
поверхностей А, Б, В (табл. 2): 
А – точение чистовое, 
Б – фрезерование чистовое, 
В – сверление.
Таблица 2

Средние значения показателей точности видов обработки

Вид обработки
Квалитет
размера
Степень точ-
ности формы
Параметр шерохо-
ватос ти Rа, мкм

Точение:
черновое
14…10
13…9
80…6,3
получистовое
13…11
12…8
20…1,6
чистовое
10…8
 9…5
6,3…0,4
тонкое
 8…6
 8…3
1,6…0,4
Растачивание:
черновое
14…10
11…8
10…3,2
чистовое
10…8  
 9…5
3,2…1,6
тонкое
 8…6
 8…3
1,6…0,2

Окончание табл. 2

Вид обработки
Квалитет
размера
Степень точ-
ности формы
Параметр шерохо-
ватос ти Rа, мкм

Сверление и рассверливание
15…12
14…10
20…12,5
Зенкерование
11…9
12…8
12,5…3,2
Развертывание
10…5
10…6
3,2…0,2
Протягивание
10…6
10…5
6,3…0,2
Фрезерование:
черновое
14…10
13…7
20…6,3
чистовое
12…9
10…8
6,3…3,2
Шлифование:
предварительное
10…8
10…6
6,3…1,6
чистовое
 6…3
 8…5
3,2…0,2
Хонингование
 6…4
 6…3
0,63…0,025

3. Выбор вида заготовки – прокат круглого поперечного сечения 
D×L = 18×50 мм (рис. 3).
4. Условия технической реализации обработки поверхностей.
Поверхность А. Вид обработки – точение чистовое.
Оборудование – токарно-вин то резный станок, так как производ-
ство единичное, а габариты детали небольшие (D×L = 18×50 мм).
Режущий инструмент – токарный проходной упорный резец с 
пластиной из твердого сплава, так как обрабатываемый материал за-
готовки – легированная сталь (рис. 4). Для обработки углеродистых 
и конструкционных сталей применяют токарные резцы с пластиной 
из быстрорежущей стали (рис. 5)
Установка заготовки – в трехкулачковом самоцентрирующем па-
троне, так как конструкция детали жесткая (рис. 6).
Установка инструмента – в четырехпозиционном поворотном 
резцедержателе.
Строим схему точения наруж-
ной цилиндрической поверхно-
сти А (рис. 7).
Перед чистовой обработкой 
выполняем предварительное точе-
ние.
Поверхность Б. Вид обработ-
ки – фрезерование чистовое.
Рис. 3. Эскиз заготовки

Оборудование – вертикально-фрезерный станок, поскольку об-
рабатываемая поверхность плоская, размеры поверхности неболь-
шие (15×6 мм).
Режущий инструмент – концевая фреза, поскольку размеры по-
верхности Б небольшие, диаметр фрезы перекрывает ширину по-
верхности и возможна обработка за один проход (рис. 8).
Установка заготовки – на призме со струбциной, так как опорная 
поверхность цилиндрическая (см. рис. 6).
Установка инструмента – в патроне, установленном в шпинделе 
станка, так как концевая фреза имеет цилиндрический хвостовик, 
что обусловлено малым диаметром фрезы.

Рис. 4. Резцы токарные с пластиной из твердого сплава:
1 – проходной прямой; 2 – проходной отогнутый; 3 – проходные упорные; 4 – чи-
стовой широкий; 5 – подрезной отогнутый; 6 – отрезные; 7 – резьбовой для наруж-
ной метрической резьбы; 8 – расточной для обработки сквозных отверстий; 9 – рас-
точной для обработки глухих отверстий; 10 – резьбовой для внутренней метрической 
резьбы