Курсовая на тему Размерный анализ технологического процесса изготовления вала ступенчатого

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2014-12-07

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 23.11.2024

Министерство образования Российской Федерации
Тольяттинский Государственный Университет
Кафедра «Технология машиностроения»
Курсовая работа
по дисциплине «Технология машиностроения»
«Размерный анализ технологического процесса изготовления вала ступенчатого»
г. Тольятти, 2005 г.

Содержание
Введение
1.         Анализ исходных данных
1.1 Анализ служебного назначения детали
1.2    Физико-механические характеристики материала
1.3 Классификация поверхностей детали
1.4 Анализ технологичности детали
2. Выбор типа производства и формы организации
3. Выбор метода получения заготовки и её проектирование
4. Разработка технологического маршрута, плана изготовления и схем базирования детали
4.1    Разработка технологического маршрута
4.2    Разработка схем базирования детали
4.3    План изготовления детали
5           Размерный анализ в осевом направлении
5.1    Размерные цепи и их уравнения
5.2    Расчёт припусков
5.3    Расчёт операционных размеров
6           Размерный анализ в радиальном направлении
6.1    Размерные цепи и их уравнения
6.2    Расчёт припусков
6.3    Расчёт операционных размеров
7           Аналитический расчёт припусков
Заключение
Литература

Введение
Курсовое проектирование проводится с целью привития учащимся навыков самостоятельной работы и закрепления знаний, полученных при изучении специальных дисциплин, а также самостоятельного решения технологических и экономических задач при проектировании технологических процессов механической обработки деталей.
Курсовой проект даёт возможность установить степень усвоения учебного материала и умение учащегося применять знания, полученные при прохождении производственной, учебной и технологической практики, а также подготовить учащегося к выполнению дипломного проекта.

1. Анализ исходных данных
1.1           Анализ служебного назначения детали
Вал ступенчатый предназначен для передачи крутящего момента с шестерни на колесо посредством шпонки. Данный вал работает в редукторе крана для привода лебедки.
Нагрузки – неравномерные.
Условия смазки – удовлетворительные.
Условия работы – полевые.
1.2           Физико-механические характеристики материала
Деталь изготовлена из стали 45 по ГОСТ 1050–74 и обладает следующими характеристиками
Химический состав:

Марка стали	С	Si	Mn	Cr	Ni
Марка стали	Содержание элементов в%
45	0,42–0,50	0,17–0,37	0,50–0,80	≤0,25	≤0,25

Такая сталь обладает следующими механическими свойствами:
– временное сопротивление при растяжении σ_вр=598 МПа,
– предел текучести σ_т=363 МПа,
– относительное удлинение δ=16%,
– ударная вязкость а_н=49 Дж/м²,
– среднее значение плотности:

– дельная теплопроводность: 680 Вт/( )
– коэффициент линейного расширения α=11,649*10⁶ 1/Сº
Сталь 45 среднеуглеродистая сталь конструкционная сталь, подвергаемая закалке и последующему высокотемпературному отпуску. После такой термической обработки стали приобретают структуру сорбита, хорошо воспринимающую ударные нагрузки. Такие стали обладают небольшой прокаливаемостью (до 10 мм), поэтому механические свойства с увеличением сечения изделия понижаются. Для вала требуется более высокая поверхностная твердость, следовательно, после закалки его подвергают отпуску.
1.3 Классификация поверхностей детали

Вид поверхности	№ поверхности
Исполнительные поверхности	14, 16
Основные конструкторские базы	2, 8, 12
Вспомогательные конструкторские базы	3, 5, 6, 9, 13, 14, 16
Свободные поверхности	1, 4, 7, 10, 11, 15, 17

1.4 Анализ технологичности детали

№ поверхности	Вид поверхности	JТ	Ra, мкм	ТТ Технические условия
1	Плоская	h	12,5
2	Плоская	h7	1,25	0,012
3	Плоская	h8	2,5	0,012
4	Плоская	h	12,5
5	Плоская	h7	1,25	0,012
6	Плоская	h8	2,5	0,012
7	Плоская	h	12,5
8	Цилиндрическая	k6	0,63	0,03 0,02
9	Цилиндрическая	n7	1,25	0,03 0,02
10	Цилиндрическая	h	12,5
11	Цилиндрическая	h	12,5
12	Цилиндрическая	k6	0,63	0,03 0,02
13	Цилиндрическая	n7	1,25	0,03 0,02
14	Плоская	N9	3,2
15, 17	Плоская	h	6,3
16	Плоская	N9	3,2

1.4.1 Качественная оценка технологичности
а) Показатель технологичности заготовки.
Коэффициент обрабатываемости материала резанием К_об=1
б) Простая конструкция детали (отсутствие сложных фасонных поверхностей) позволяет использовать при её производстве унифицированную заготовку.
в) Габаритные размеры детали и ее использование позволяет использовать рациональные методы получения заготовки, такие как: прокат, штамповка, литье.
г) С учётом требований к поверхностям детали (точности, шероховатости), а также их тех назначения окончательное формирование поверхностей детали (ни одной) на заготовительной операции невозможно.
д) Обеспечение нужной шероховатости возможно стандартными режимами обработки и унифицированным инструментом.
е) Данная сталь способна легко подвергается ТО.
1.4.2 Показатели технологичности конструкции детали в целом
1. Материал не является дефицитным, стоимость приемлема.
2. Конфигурация детали простая.
а) Конструкционные элементы детали универсальны
б) Размеры и качество поверхности детали имеют оптимальные требования по точности и шероховатости.
в) Конструкция детали обеспечивает возможность использования типовых ТП ее изготовления.
г) Возможность обработки нескольких поверхностей с одного установа имеется:
д) С учётом требований к поверхностям детали (точности, шероховатости), а также их тех назначения окончательное формирование поверхностей детали (ни одной) на заготовительной операции невозможно. Невозможна обработка на проход.
е) Конструкция обеспечивает высокую жесткость детали.
ж) Технические требования не предусматривают особых методов и средств контроля.

1.4.3 Показатели технологичности базирования и закрепления
а) Заготовка устанавливается удобно для обработки
б) Во время механической обработки единство баз соблюдается.
1.4.4 Количественная оценка технологичности
а) Коэффициент точности обработки
К_ТО=1-

,
где

-cредний квалитет поверхностей детали.

,
где n_i – количество поверхностей с i квалитетом;
JTi – квалитет.
А=

.
К_ТО=1-

= 0,901.
б) Коэффициент средней шероховатости поверхности детали
К_ТШ=1-

=5,456.
К_ТШ=1-

=0,817.

2. Выбор типа производства и формы организации технологического процесса изготовления
2.1 Рассчитаем массу данной детали:
q=

V=789700 мм³
m=789700·7814·10^-9=6,170 кг.
2.2 Анализ исходных данных
– масса данной детали составляет 6,170 кг.;
– объем выпуска изделий 1100 дет/год;
– режим работы предприятия изготовителя – двухсменный;
– тип производства – среднесерийный.
Основные характеристики типа производства
– объем выпуска изделий – средний;
– номенклатура – средняя;
– оборудование – универсальное;
– оснастка – универсальная, специализированная;
– степень механизации и автоматизации – средняя;
– квалификация рабочих – средняя;
– форма организации технологического процесса – групповая переменно-поточная;
– расстановка оборудования – по типам станков, предметно-замкнутые участки;
– виды технологических процессов – единичные, типовые, групповые, операционные;
– коэффициент закрепления операции
10<K_З<20 (на одном рабочем месте)
Объем партий, запуск деталей

а – периодичность запуска деталей
254 – число ходов
– метод определения операционных размеров – расчетно-аналитический;
– метод обеспечения точности – оборудование, настроенное по пробным деталям.

3 Выбор метода получения заготовки и ее проектирование
3.1 Получение заготовки литьем в оболочковые формы
1)                Исходя из требований ГОСТ 26.645–85, назначаем припуски и допуски на размеры детали и сводим эти данные в таблицу 1.
В зависимости от выбранного метода принимаем:
-                класс точности размеров и масс – 10
-                ряд припусков – 4.
Припуски на размеры даны на сторону. Класс точности размеров, масс и ряд припусков выбираем по таблице 2.3 [1], допуски по таблице 2.1 [1] и припуски по таблице 2.2 [1].
Таблица №1

Размеры, мм	Допуски, мм	Припуски, мм	Расчет размеров заготовки, мм	Окончательн. размеры, мм
Ø55	±2,4	3,8	Ø55+(2^.3,8)±2,4= Ø62,6±2,4	Ø63±2,4
Ø65	±2,8	4,2	Ø65+(2^.4,2)±2,8= Ø73,4±2,8	Ø73±2,8
Ø75	±2,8	4,2	Ø75+(2^.4,2)±2,8= Ø83,4±2,8	Ø83±2,8
15	±1,8	3,4	15+(2^.3,4)±1,8= 21,8±1,8	22±1,8
70	±2,8	4,2	70+4,2±2,8= 74,2±2,8	74±2,8
275	± 4	5	275+2^.5±4=285±4	285±4

2) Литейные уклоны назначаем согласно ГОСТ 26.645–8, исходя из конструктивных особенностей заготовки. Согласно рекомендации, для упрощения изготовления литейной модели принимаем их одинаковыми и величиной 3°.
3) Литейные радиусы закруглений наружных углов принимаем равными R=3 мм.
Литейные радиусы закруглений внутренних углов определяем по формуле R=0,4∙h.
R₁= R₂= R₃=0,4∙10 мм=4 мм
4) Определяем коэффициент использования материала Км, по формуле:

где m – масса детали, кг;
M – масса заготовки, кг.
Рассчитаем массу заготовки:

, кг
где: γ – плотность материала, кг/м³. Для стали: γ=7814 кг/м³;
Vз – объем заготовки, мм³.
Объем заготовки определяем как алгебраическую сумму объемов простейших тел составляющих заготовку:

мм³

, мм³
M_заг.= 1,212·10⁶×7814×10^-9= 9,47 кг, m_дет.= 8,055·10⁵×7814×10^-9 = 6,29, кг.
Определим коэффициент использования материала:

.

Данный метод литья удовлетворяет задаче получения отливки с контуром приближающемся к контуру детали; т.е. с коэффициентом использования Км близким к 1.
3.2 Получение заготовки штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах
1) По таблице 3.1.3 [1] выбираем:
а) Оборудование – пресс с выталкивателем;
б) Штамповочные уклоны: 5°;
в) Радиусы закруглений наружных углов, при глубине полости ручья:
10…25 мм – r = 2,5 мм,
25…50 мм – r = 3 мм;
Радиусы закруглений внутренних углов, больше наружных углов в 3…4 раза.
2) По таблице 3.4 [1] назначаем допуски и припуски на обработку на сторону и сводим их в таблицу 2.
Таблица №2

Размеры, мм	Допуски, мм	Припуски, мм	Расчет размеров заготовки, мм	Окончательн. размеры, мм
Ø55	+2,4 -1,2	3,1	Ø55+(2^.3,1)= Ø61,2	Ø 61
Ø60	+2,4 -1,2	3,1	Ø60+(2^.3,1)= Ø66,2	Ø 66
Ø65	+2,4 -1,2	2,8	Ø65+(2^.2,8)= Ø70,6	Ø 71
Ø75	+2,4 -1,2	2,8	Ø75+(2^.2,8)= Ø80,6	Ø 81
15	+2,1 -1,1	2,8	15+(2^.2,8)= 20,6	21
35	+2,1 -1,1	2,8	35+2,8= 37,8	38
50	+2,1 -1,1	2,8	50+2,8= 52,8	53
70	+2,4 -1,2	2,8	70+2,8= 72,8	73
275	+3,0 -2,0	3,2	275+(2^.3,2)= 281,4	281

3) Рассчитаем площадь поковки в плане [1]:
F_пок.п =18861, мм²
4) Определяем толщину мостика для облоя [1]:

, мм
Коэффициент Со принимаем равным 0,016.
5) По таблице 3.2.2 выбираем остальные размеры облойной канавки [1]:
а) Усилие пресса – 16МН;
б) h_o = 2,2 мм;
в) l = 5 мм;
г) h = 6 мм;
д) R₁ = 20 мм.
6) Рассчитать объем заготовки [1]:
V_заг.=V_п+V_у+V_о, мм³
где V_п– объем поковки, рассчитываемый по номинальным горизонтальным
размерам чертежа;
V_у– объем угара, определяемый в зависимости от способа нагрева;
V_о– объем облоя при штамповке.
а) Объем поковки:

мм³
б) Объем угара V_у принимаем равным 1% от V_п.
V_у=10530 мм²
в) Объем облоя V_о:
V_о=ξ^.F_М^.(Р_п+ ξ. π. l),
где ξ – коэффициент, учитывающий изменение фактической площади сечения получаемого облоя по сравнению с площадью сечения мостика; ξ=2.
F_м – площадь поперечного сечения мостика;
Р_п – периметр поковки;
F_M=l.h_o= 5^.2,2= 11 мм²
Р_п= 724 мм.
Подставим полученные данные в формулу:
V_о= 2^.11×(724+2^.3,14^.5) = 16618,8 мм³;
г) Объем поковки:
V_заг.=1,053·10⁶+10530+16618,8=1080148,8 мм³.
Определим параметры исходной заготовки для штамповки.
д) Диаметр заготовки:

, мм
где m – отношение

; 1,25<

<2,5. Принимаю m=2.

мм.
По ГОСТ 2590–71

мм.
д) Длина заготовки:

, мм
г) Площадь поперечного сечения заготовки:

, мм²
7) Рассчитаем массу поковки:

=1080148,8^.7814^.10^-9 =8,44 кг
8) Определим коэффициент использования материала:

9) Рассчитаем усилие штамповки:

, МН,
где D_пр – приведенный диаметр,
F_п – площадь проекции поковки на плотность разъема штампа,
B_п.ср – средняя ширина поковки в плане,
σ_в- предел прочности штампуемого материала, σ_в=598 МПа [2]

D_пр=1,13

, F_п=

, B_п.ср=

.
D_пр =

мм
F_п=18861 мм²;
B_п.ср=18861/281=67 мм

, МН
По расчетному усилию штамповки выбираем пресс с усилием 25 МН и примерной производительностью 180 шт./ч.
3.3 Технико-экономический анализ
Для окончательного выбора метода получения заготовки, следует провести сравнительный анализ по технологической себестоимости.

Расчет технологической себестоимости заготовки получаемую по первому или второму методу проведем по следующей формуле [1]:
С_т=С_заг^.М + C_мех^.(М-m) – С_отх^.(M-m), руб.
где М – масса заготовки, кг;
m – масса детали, кг;
С_заг – стоимость одного килограмма заготовок, руб./кг;
C_мех. – стоимость механической обработки, руб./кг;
С_отх – стоимость одного килограмма отходов, руб./кг.
Стоимость заготовки, полученной такими методами, как литье в песчаные формы и штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах, с достаточной для стадии проектирования точностью можно определить по формуле [1]:

С_заг=С_от. h_T. h_C. h_B. h_M. h_П, руб./кг,
где С_от – базовая стоимость одного килограмма заготовки, руб./кг;
h_T – коэффициент, учитывающий точность заготовки;
h_C – коэффициент, учитывающий сложность заготовки;
h_B – коэффициент, учитывающий массу заготовки;
h_M – коэффициент, учитывающий материал заготовки;
h_П – коэффициент, учитывающий группу серийности.
Для получения заготовки по методу литья значения коэффициентов в формуле следующие [1]:
h_T =1,03 – 2^-ый класс точности;
h_C =0,7 – 1-^ая группа сложности получения заготовки;
h_B =0,93 – так как масса заготовки находится в пределах 3…10,0 кг;
h_M =1,21 – так как сталь углеродистая;
h_П =0,77 – 2^-ая группа серийности;
Базовая стоимость одного килограмма отливок составляет С_от= 0,29 руб.
С_заг. = 0,29. 1,03. 0,7. 0,93. 1,21. 0,77 =0,181 руб./кг
Определяем стоимость механической обработки по формуле:
С_мех. = С_с + Е_м. С_к, руб./кг;
где С_с = 0,495 – текущие затраты на один килограмм стружки, руб./кг [1];
С_к = 1,085 – капитальные затраты на один килограмм стружки, руб./кг [1];
Е_м = 0,1 – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений выбираем из предела (0,1…0,2) [1].
С_мех. = 0,495 + 0,1. 1,085 = 0,6035 руб./кг
Стоимость одного килограмма отходов принимаем равной С_отх. = 0,0144 руб./кг.
Определим общую стоимость заготовки, получаемую по методу литья:
С_т = 0,181^. 9,47 + 0,6035. (9,47–6,29) – 0,0144^. (9,47–6,29) = 3,587 руб.
Для заготовки, получаемой методом штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах, значения коэффициентов в формуле (9) следующие[1]:
С_заг=С_шт. h_T. h_C. h_B. h_M. h_П, руб./кг,
где
h_T =1 – 2^-ой класс точности;
h_C =0,75 – 1-^ая группа сложности получения заготовки;
h_B =0,87 – так как масса заготовки находится в пределах 4…10 кг;
h_M =1 – так как сталь углеродистая;
h_П =1;
Базовая стоимость одного килограмма штамповок составляет С_шт= 0,315 руб./кг
С_заг. = 0,315^.1^.0,75^.0,87^.1^.1 = 0,21 руб./кг
Определяем общую стоимость заготовки, получаемую штамповкой:
С_т = 0,21^. 8,44 + 0,6035. (8,44–6,29) –0,0144^. (8,44–6,29) = 3,039 руб.
Таким образом, по технологической себестоимости наиболее экономичным является вариант изготовления детали из заготовки, полученной штамповкой.
Ожидаемая годовая экономия:
Э_год. = (С_Т2– С_Т1). N, руб.;
где N – годовая программа выпуска деталей, шт.;
Э_год. = (3,587 – 3,039). 1100 = 60,280 руб.
Вывод: на основании сопоставления технологических себестоимостей по рассматриваемым вариантам делаем вывод о том, что для дальнейшей разработки следует выбрать метод получения заготовки штамповкой. В этом случае годовая экономия составит 60,280 рублей.

4. Разработка технологического маршрута изготовления детали
4.1 Разработка технологического маршрута обработки поверхностей

№ пов.	JT	Ra, мкм	Переходы
1	h14/2	12,5	Обтачивание черновое (JT 12; Ra 10) Закалка (JT 14; Ra 12,5)
2	h7	1,25	Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25) Закалка (JT 10; Ra 2,5) Шлифование предварит (JT 8; Ra 1,25)
3	h8	2,5	Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25) Закалка (JT 10; Ra 2,5)
4	h14/2	12,5	Обтачивание черновое (JT 12; Ra 10) Закалка (JT 14; Ra 12,5)
5	h7	1,25	Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25) Закалка (JT 10; Ra 2,5) Исправление центровых фасок Шлифование предварит (JT 8; Ra 1,25)
6	h8	2,5	Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25) Закалка (JT 10; Ra 2,5)
7	h14/2	12,5	Обтачивание черновое (JT 12; Ra 10) Закалка (JT 14; Ra 12,5)
8	k6	0,63	Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25) Закалка (JT 10; Ra 2,5) Исправление центровых фасок Шлифование предварит (JT 8; Ra 1,25) Шлифование чистовое (JT 6; Ra 0,63)
9	n7	1,25	Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25) Закалка (JT 10; Ra 2,5) Исправление центровых фасок Шлифование предварит (JT 7; Ra 1,25)
10	h14/2	12,5	Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5) Закалка (JT 14; Ra 12,5)
11	h14/2	12,5	Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5) Закалка (JT 14; Ra 12,5)
12	k6	0,63	Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25) Закалка (JT 10; Ra 2,5) Исправление центровых фасок Шлифование предварит (JT 8; Ra 1,25) Шлифование чистовое (JT 6; Ra 0,63)
13	n7	1,25	Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25) Закалка (JT 10; Ra 2,5) Исправление центровых фасок Шлифование предварит (JT 7; Ra 1,25)
14, 16	N9	3,2	Фрезерование черновое (JТ 8; Rа 2,5) Закалка (JТ 9; Ra 3,2)
15, 17	h14/2	6,3	Фрезерование черновое (JТ 12; Rа 3,2) Закалка (JТ 14; Ra 6,3)

4.2 Разработка технологических схем базирования
На токарной черновой операции 010 используем явную опорную базу – торец 1, и скрытую и двойную направляющую базу – ось детали 18. На токарной чистовой операции 015 используем явную опорную базу – торец 1, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 18. На шпоночно-фрезерной операции 050 используем явную опорную базу – торец 3, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 18. На шлифовальной операции 70 используем явную опорную базу – конический участок центрового отверстия, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 20. На шлифовальной черновой операции 030 используем явную опорную базу – конический участок центрового отверстия 20, и скрытую и двойную направляющую базу – ось детали 18. На шлифовальной чистовой операции 035 используем явную опорную базу – конический участок центрового отверстия 20, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 18.

5. Размерный анализ в осевом направлении
5.1. Размерные цепи и их уравнения
Составим уравнения операционных размерных цепей в виде уравнений номиналов. В общем виде это выглядит:
[A] = S x_i×A_i_,(5.1)
где [A] – номинальное значение замыкающего звена;
A_i- номинальные значения составляющих звеньев;
i – порядковый номер звена;
n – число составляющих звеньев;
x_i – передаточные отношения, характеризующие расположение звеньев по величине и направлению. Для линейных цепей с параллельными звеньями передаточные звенья равны: x_i= 1 (увеличивающие звенья); x_i= -1(уменьшающие звенья).
Составим уравнения замыкающих операционных припусков:
5.2 Расчёт припусков
Определим минимальные значения операционных припусков по формуле:
Zⁱ_min=(R_z+ h)ⁱ^-1+СФ – черновая операция(5.3)
Zⁱ_min=(R_z+ h+Δ)ⁱ^-1- чистовая операция(5.4)
где R_zⁱ^-1, hⁱ^-1 – высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке (значения берутся по прил. 4 [2]);
Δ ⁱ^-1 – величина отклонения от перпендикулярности на предыдущей обработке;
СФ – смещение формы, возникающие при заготовительной операции.
[Z₁⁰⁵]_min = 0,1 + 0,2 + 1 = 1,3 мм;
[Z₇⁰⁵]_min = 0,1 + 0,2 + 1 = 1,3 мм;
[Z₄¹⁰]_min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z₅¹⁰]_min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z₆¹⁰]_min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z₂¹⁰]_min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z₃¹⁰]_min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z₆¹⁵]_min= 0,08+0,1+0,03 = 0,21 мм;
[Z₅¹⁵]_min = 0,08+0,1+0,03 = 0,21 мм;
[Z₂¹⁵]_min = 0,08+0,1+0,03 = 0,21 мм;
[Z₃¹⁵]_min = 0,08+0,1+0,03 = 0,21 мм;
[Z₅³⁰]_min= 0,03+0,04+0,015 = 0,085 мм;
[Z₂³⁰]_min = 0,03+0,04+0,015 = 0,085 мм.

Рассчитаем величины колебаний операционных припусков, используя ормулы:

при n £ 4; (5.5)

при n > 4; (5.6)
где: x_i– коэффициент влияния составного звена на замыкающие звено;
n – число звеньев в уравнении припуска;
 – коэффициент соотношения между законом распределения величины А_i и законом нормального распределения:

Таблица 5.1. Значения коэффициента l²

Квалитет точности	Значение коэффициента l²	Закон распределения
IT 5…6	1/3	Равновесный
IT 7…8	1/6	Симпсона
IT 9…12 и грубее	1/9	Гаусса

ω [Z₁⁰⁵]_min = 3,2 + 1,2 = 4,4 мм;
ω [Z₇⁰⁵]_min = 5 + 3,2 + 1,2+0,3 = 9,7 мм;
ω [Z₄¹⁰]_min =

= 5,68 мм;
ω [Z₅¹⁰]_min =

= 6,86 мм;
ω [Z₆¹⁰]_min =

= 6,86 мм;
ω [Z₂¹⁰]_min = 0,3 + 0,25 + 1,2 = 1,75 мм;
ω [Z₃¹⁰]_min =

= 4,7 мм;
ω [Z₆¹⁵]_min= 0,3 + 0,27 = 0,57 мм;
ω [Z₅¹⁵]_min = 0,3 + 0,28 = 0,58 мм;
ω [Z₂¹⁵]_min = 0,27 + 0,3 = 0,57 мм;
ω [Z₃¹⁵]_min = 0,27 + 0,3 = 0,57 мм;
ω [Z₅³⁰]_min= 0,28 + 0,1 + 0,17 = 0,55 мм;
ω [Z₂³⁰]_min = 0,28 + 0,1 + 0,17 = 0,55 мм.
Определим максимальные значения операционных припусков по формуле:

(5.7)
[Z₁⁰⁵]_max = 1,3 + 4,4 = 5,7 мм;
[Z₇⁰⁵]_max = 1,3 + 9,7 = 11 мм;
[Z₄¹⁰]_max = 1,35 + 5,68 =7,03 мм;
[Z₅¹⁰]_max = 1,35 + 6,86 = 8,21 мм;
[Z₆¹⁰]_max = 1,35 + 6,86 = 8,21 мм;
[Z₂¹⁰]_max = 1,35 + 1,75 = 3,1 мм;
[Z₃¹⁰]_max = 1,35 + 4,7 = 6,05 мм;
[Z₆¹⁵]_max= 0,21 + 0,57 = 0,78 мм;
[Z₅¹⁵]_max = 0,21 + 0,58 = 0,79 мм;
[Z₂¹⁵]_max = 0,21 + 0,57 = 0,78 мм;
[Z₃¹⁵]_max = 0,21 + 0,57 = 0,78 мм;
[Z₅³⁰]_max= 0,085+0,55 = 0,635 мм;
[Z₂³⁰]_max = 0,085+0,55 = 0,635 мм.
Определим средние значения операционных припусков по формуле:

(5.8)
[Z₁⁰⁵]_ср = 05 · (1,3 + 5,7) = 3,5 мм;
[Z₇⁰⁵]_ср= 05 · (1,3 + 11) = 6,15 мм;
[Z₄¹⁰]_ср = 05 · (1,35 + 7,03) = 4,19 мм;
[Z₅¹⁰]_ср = 05 · (1,35 + 8,21) = 4,78 мм;
[Z₆¹⁰]_ср = 05 · (1,35 + 8,21) = 4,78 мм;
[Z₂¹⁰]_ср = 05 · (1,35 + 3,1) = 2,23 мм;
[Z₃¹⁰]_ср = 05 · (1,35 + 6,05) = 3,7 мм;
[Z₆¹⁵]_ср= 05 · (0,21 + 0,78) = 0,495 мм;
[Z₅¹⁵]_ср = 05 · (0,21 + 0,79) = 0,45 мм;
[Z₂¹⁵]_ср = 05 · (0,21 + 0,78) = 0,495 мм;
[Z₃¹⁵]_ср= 05 · (0,21 + 0,78) = 0,495 мм;
[Z₅³⁰]_ср= 05 · (0,085 + 0,635) = 0,36 мм;
[Z₂³⁰]_ср = 05 · (0,085 + 0,635) = 0,36 мм

5.3 Расчёт операционных размеров
Произведем расчет значений операционных размеров по способу средних значений.
Найдем средние значения размеров, известных заранее:
[М⁰⁵] = 275 ± 1,3 мм; [М⁰⁵]_ср = 275 мм;
[З¹⁵] = 115 ± 0,87 мм; [3¹⁵]_ср = 115 мм;
[Ж³⁰] = 45 ± 0,62 мм; [Ж³⁰] _ср = 45 мм;
[К¹⁵]= 60 ± 0,74 мм; [К¹⁵]_ср = 60 мм;
[Л³⁰]= 110 ± 0,87 мм; [Л³⁰]_ср = 110 мм;
Э⁰⁵ = 6,41 ± 0,3 мм; Э⁰⁵_ср = 6,41 мм;
Я⁰⁵ = 6,41 ± 0,3 мм; Я⁰⁵_ср = 6,41 мм;
[Н] = 145 ± 1,0 мм; [Н] _ср = 145 мм.
Найденные средние значения подставим в уравнения операционных размеров, решая эти уравнения, мы получим средние значения операционных размеров.
1)              [Л³⁰] = – П³⁰- Э ⁰⁵+ [М⁰⁵]; П³⁰= – [Л³⁰] – Э⁰⁵ +[М⁰⁵];
П³⁰= 275 – 6,41 – 110 = 158,59 мм;
2)              [Н] = [М⁰⁵] – О¹⁰; О¹⁰ = [М⁰⁵]- [Н];
[О¹⁰] = 275 – 145 = 130 мм;
3)              [Ж³⁰] = – Т³⁰– Я⁰⁵ + [М⁰⁵]; Т³⁰= [М⁰⁵]– Я⁰⁵ – [Ж³⁰];
Т³⁰= 275 – 6,41 – 45 = 223,59 мм;
4)              [З¹⁵] = – С¹⁵+ [М⁰⁵]; С¹⁵= [М⁰⁵]- [З¹⁵];
С¹⁵= 275 – 115 = 160 мм;
5)              [К¹⁵] = – Р¹⁵+ [М⁰⁵]; Р¹⁵= [М⁰⁵] – [К¹⁵];
Р¹⁵= 275 – 60 = 215 мм;
6)              [Z₂³⁰] = – Т³⁰– Я⁰⁵ + Т¹⁵; Т¹⁵= [Z₂³⁰] + Т³⁰ + Я⁰⁵;
Т¹⁵= 223,59 + 6,41 + 0,36 = 230,36 мм;
7)              [Z₅³⁰] = П¹⁵ – Э⁰⁵– П³⁰; П¹⁵= [Z₅³⁰] + Э⁰⁵+ П³⁰;
П¹⁵= 0,36 + 6,41 + 158,59 = 165,36 мм;
8)              [Z₂¹⁵] = – Т¹⁵ + Т¹⁰; Т¹⁰ = [Z₂¹⁵] + Т¹⁵;
Т¹⁰ = 0,495 + 230,36 = 230,855 мм;
9)              [Z₃¹⁵] = – С¹⁵ + С¹⁰; С¹⁰ = [Z₃¹⁵] + С¹⁵;
С¹⁰= 0,495+ 160 = 160,495 мм;
10)         [Z₆¹⁵] = Р¹⁰- Р¹⁵; Р¹⁰= [Z₆¹⁵] + Р¹⁵;
Р¹⁰= 0,495 + 215 = 215,495 мм;
11)         [Z₅¹⁵] = П¹⁰ – П¹⁵; П¹⁰= [Z₅¹⁵] + П¹⁵;
П¹⁰ = 0,5 + 165,36 = 165,86 мм;
12)         [Z₂¹⁰] = – Т¹⁰ + [М⁰⁵] – Ж⁰⁵; Ж⁰⁵ = [М⁰⁵] – Т¹⁰– [Z₂¹⁰];
Ж⁰⁵= 275 – 230,855 – 2,23 = 41,915 мм;
13)         [Z₁⁰⁵] = – Ж⁰⁵+ Ж⁰⁰; Ж⁰⁰ = [Z₁⁰⁵] + Ж⁰⁵;
Ж⁰⁰= 3,5 + 41,915 = 45,415 мм;
14)         [Z₇⁰⁵] = М⁰⁰– Ж⁰⁰+ Ж⁰⁵ – [М⁰⁵]; М⁰⁰ = [Z₇⁰⁵] + Ж⁰⁰ – Ж⁰⁵+ [М⁰⁵];
М⁰⁰ = 6,15 + 45,415 – 41,915 + 275 = 284,65 мм;
15)         [Z₃¹⁰] = – С¹⁰ + [М⁰⁵]– Ж⁰⁵ + Ж⁰⁰+З⁰⁰; З⁰⁰ = [М⁰⁵]- [Z₃¹⁰] – С¹⁰ – Ж⁰⁵ + Ж⁰⁰;
З⁰⁰= 275 – 3,7 – 160,495 – 41,915 + 45,415 = 114,305 мм;
16)         [Z₆¹⁰] = – К⁰⁰ + М⁰⁰- Ж⁰⁰ +Ж⁰⁵-Р¹⁰; К⁰⁰= М⁰⁰- Ж⁰⁰ +Ж⁰⁵-Р¹⁰ – [Z₆¹⁰];
К⁰⁰= 284,65 – 45,415 + 41,915 – 215,495 – 4,78 = 60,875 мм;
17)         [Z₅¹⁰] = – Л⁰⁰ + М⁰⁰ – Ж⁰⁰+Ж⁰⁵-П¹⁰; Л⁰⁰= М⁰⁰ – Ж⁰⁰+Ж⁰⁵-П¹⁰ – [Z₅¹⁰];
Л⁰⁰ = 284,65 – 45,415 + 41,915 – 165,86 – 4,78 = 110,51 мм;
18)         [Z₄¹⁰] = И⁰⁰ + З⁰⁰ – Ж⁰⁰+Ж⁰⁵-О¹⁰; И⁰⁰ = Ж⁰⁰- Ж⁰⁵ + О¹⁰ – З⁰⁰ + [Z₄¹⁰];
И⁰⁰= 45,415 – 41,915 + 130 + 4,19 -114,305 = 23,385 мм;
Составим таблицу, в которой укажем значения операционных размеров в осевом направлении:

Таблица 5.2. Значения операционных размеров в осевом направлении

Символьное обозначение	Минимальный размер, мм A_min =A_ср – TA/2	Максимальный размер, мм A_max =A_ср +TA/2	Средний размер, мм	Окончательная запись в требуемой форме, мм
Ж⁰⁰	45,105	45,725	45,415	45,415 ± 0,31
З⁰⁰	113,87	114,74	114,305	114,305 ± 0,435
И⁰⁰	23,125	23,645	23,385	23,385 ± 0,26
К⁰⁰	60,505	61,245	60,875	60,875 ± 0,37
Л⁰⁰	110,075	110,945	110,51	110,51 ± 0,435
М⁰⁰	284	285,3	284,65	284,65 ± 0,65
Ж⁰⁵	41,79	42,04	41,915	41,915 ± 0,125
М⁰⁵	274,74	275,26	275	275 ± 0,26
О¹⁰	129,8	130,2	130	130 ± 0,2
П¹⁰	165,66	166,06	165,86	165,86 ± 0,2
Р¹⁰	215,265	215,725	215,495	215,495 ± 0,23
С¹⁰	160,295	160,695	160,495	160,495 ± 0,2
Т¹⁰	230,625	231,085	230,855	230,855 ± 0,23
П¹⁵	165,302	165,418	165,36	165,36 ± 0,058
Р¹⁵	214,942	215,058	215	215 ± 0,058
С¹⁵	159,95	160,05	160	160 ± 0,05
Т¹⁵	230,302	230,418	230,36	230,36 ± 0,058
П³⁰	158,5585	158,6215	158,59	158,59 ± 0,0315
Т³⁰	223,554	223,626	223,59	223,59 ± 0,036

Значения всех рассчитанных припусков и операционных размеров (в окончательном виде) заносим в схему размерного анализа в осевом направлении.

6. Размерный анализ в радиальном направлении
6.1 Размерные цепи и их уравнения
Составим уравнения операционных размерных цепей в виде уравнений номиналов. В общем виде это выглядит:
[A] = S x_i×A_i_,(6.1)
где [A] – номинальное значение замыкающего звена;
A_i- номинальные значения составляющих звеньев;
i – порядковый номер звена;
n – число составляющих звеньев;
x_i – передаточные отношения, характеризующие расположение звеньев по величине и направлению. Для линейных цепей с параллельными звеньями передаточные звенья равны: x_i= 1 (увеличивающие звенья); x_i= -1(уменьшающие звенья).
Составим уравнения замыкающих операционных припусков:
[Z₁₂³⁵] = – Д³⁵+ Е 12³⁵ –18⁰⁵+ Е 12³⁰-18⁰⁵+ Д³⁰;
[Z₈³⁵] = – А³⁵+ Е 8³⁵ –18⁰⁵+ Е 8³⁰-18⁰⁵+ А³⁰;
[Z₉³⁰] = – Б³⁰ + Е 9³⁰ –18⁰⁵ + Е 9¹⁵-18⁰⁵+ Б¹⁵;
[Z₈³⁰] = – А³⁰ + Е 8³⁰ –18⁰⁵ + Е 8¹⁵-18⁰⁵+ А¹⁵;
[Z₁₃³⁰] = – Е³⁰ + Е 13³⁰ –18⁰⁵ + Е 13¹⁵-18⁰⁵+ Е¹⁵;
[Z₁₂³⁰] = – Д³⁰ + Е 12³⁰ –18⁰⁵ + Е 12¹⁵-18⁰⁵+ Д¹⁵;
[Z₉¹⁵] = – Б¹⁵ + Е 9¹⁵ –18⁰⁵ + Е 9¹⁰-18⁰⁵+ Б¹⁰;
[Z₈¹⁵] = – А¹⁵ + Е 8¹⁵ –18⁰⁵ + Е 8¹⁰-18⁰⁵+ А¹⁰;
[Z₁₂¹⁵] = – Д¹⁵ + Е 12¹⁵ –18⁰⁵ + Е 12¹⁰-18⁰⁵+ Д¹⁰;
[Z₁₃¹⁵] = – Е¹⁵ + Е 13¹⁵ –18⁰⁵ + Е 13¹⁰-18⁰⁵+ Е¹⁰;
[Z₉¹⁰] = – Б¹⁰+ Е 9¹⁰ –18⁰⁵+ Е 9⁰⁰-18⁰⁵+ Б⁰⁰;
[Z₈¹⁰] = – А¹⁰+ Е 8¹⁰ –18⁰⁵+ Е 8⁰⁰-18⁰⁵+ А⁰⁰;
[Z₁₀¹⁰] = – В¹⁰+ Е 10¹⁰ –18⁰⁵+ Е 10⁰⁰-18⁰⁵+ В⁰⁰;
[Z₁₁¹⁰] = – Г¹⁰+ Е 11¹⁰ –18⁰⁵+ Е 11⁰⁰-18⁰⁵+ Г⁰⁰.
[Z₁₂¹⁰] = – Д¹⁰+ Е 12¹⁰ –18⁰⁵+ Е 12⁰⁰-18⁰⁵+ Д⁰⁰;
[Z₁₃¹⁰] = – Е¹⁰+ Е 13¹⁰ –18⁰⁵+ Е 13⁰⁰-18⁰⁵+ Е⁰⁰.
6.2 Расчёт припусков
Определим минимальные значения операционных припусков по формулам:
– на токарной черновой операции 10:
Zⁱ_min=(R_z+ h)ⁱ^-1+ с.ш. (6.3)
где R_zⁱ^-1, hⁱ^-1 – высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке (значения берутся из прил. 4 [2]);
с.ш. – смещение штампа, возникающее на заготовительной операции;
– на остальных операциях:
Zⁱ_min=(R_z+ h)^i-1(6.4)
[Z₁₃¹⁰]_min = 0,1 + 0,2 + 1= 1,3 мм;
[Z₁₂¹⁰]_min = 0,1 + 0,2 + 1= 1,3 мм;
[Z₁₁¹⁰]_min = 0,1 + 0,2 + 1= 1,3 мм;
[Z₁₀¹⁰]_min = 0,1 + 0,2 + 1= 1,3 мм;
[Z₈¹⁰]_min = 0,1 + 0,2 + 1= 1,3 мм;
[Z₉¹⁰]_min = 0,1 + 0,2 + 1= 1,3 мм;
[Z₁₃¹⁵]_min = 0,08 + 0,1 + 0,02 = 0,2 мм;
[Z₁₂¹⁵]_min = 0,08 + 0,1 + 0,03 = 0,21 мм;
[Z₈¹⁵]_min = 0,08 + 0,1 + 0,02 = 0,2 мм;
[Z₉¹⁵]_min = 0,08 + 0,1 + 0,03 = 0,21 мм;
[Z₁₂³⁰]_min = 0,03 + 0,04 + 0,02 = 0,09 мм;
[Z₁₃³⁰]_min = 0,03 + 0,04 + 0,02 = 0,09 мм;
[Z₈³⁰]_min = 0,03 + 0,04 + 0,02 = 0,09 мм.
[Z₉³⁰]_min = 0,03 + 0,04 + 0,02 = 0,09 мм;
[Z₁₂³⁵]_min = 0,02 + 0,03 + 0,006 = 0,056 мм;
[Z₈³⁵]_min = 0,02 + 0,03 + 0,006 = 0,056 мм.

Рассчитаем величины колебаний операционных припусков, используя формулы:

при n £ 4; (6.5)

при n > 4; (6.6)
где: x_i– коэффициент влияния составного звена на замыкающее звено;
n – число звеньев в уравнении припуска;
 – коэффициент соотношения между законом распределения величины А_i и законом нормального распределения.
Определяется по табл. 2.1, для эксцентриситетов  = 0,127;
t_D – коэффициент риска, (t_D=3.0).
w[Z₁₃¹⁰] = 0,1 + 0,04 + 0,02 + 1,8 = 1,96 мм;
w[Z₁₂¹⁰]= 0,1 + 0,04 + 0,02 + 1,8 = 1,96 мм;
w[Z₁₁¹⁰]= 0,1 + 0,04 + 0,02 + 1,8 = 1,96 мм;
w[Z₁₀¹⁰]= 0,1 + 0,04 + 0,02 + 1,8 = 1,96 мм;
w[Z₈¹⁰]= 0,1 + 0,04 + 0,02 + 1,8 = 1,96 мм;
w[Z₉¹⁰]= 0,1 + 0,04 + 0,02 + 1,8 = 1,96 мм;
w[Z₁₃¹⁵]= 0,06 + 0,02 + 0,04 + 0,1 = 0,22 мм;
w[Z₁₂¹⁵]= 0,06 + 0,03 + 0,04 + 0,1 = 0,23 мм;
w[Z₈¹⁵]= 0,06 + 0,02 + 0,04 + 0,1= 0,22 мм;
w[Z₉¹⁵]= 0,06 + 0,02 + 0,04 + 0,1= 0,23 мм;
w[Z₁₃³⁰]= 0,075 + 0,02 + 0,02 + 0,06 = 0,175 мм;
w[Z₁₂³⁰]= 0,075 + 0,02 + 0,03 + 0,06 = 0,185 мм;
w[Z₈³⁰]= 0,075 + 0,02 + 0,02 + 0,06 = 0,175 мм.
w[Z₉³⁰]= 0,075 + 0,02 + 0,03 + 0,06 = 0,185 мм;
w[Z₁₂³⁵]= 0,04 + 0,006 + 0,02 + 0,075 = 0,141 мм;
w[Z₈³⁵]= 0,04 + 0,006 + 0,02 + 0,075 = 0,141 мм.
Определим максимальные значения операционных припусков по формуле:

(6.7)
[Z₁₃¹⁰]_max = 1,3 + 1,96 = 3,26 мм;
[Z₁₂¹⁰]_max = 1,3 + 1,96 = 3,26 мм;
[Z₁₁¹⁰]_max = 1,3 + 1,96 = 3,26 мм;
[Z₁₀¹⁰]_max = 1,3 + 1,96 = 3,26 мм;
[Z₈¹⁰]_max = 1,3 + 1,96 = 3,26 мм;
[Z₉¹⁰]_max = 1,3 + 1,96 = 3,26 мм;
[Z₁₃¹⁵]_max = 0,2 + 0,22 = 0,42 мм;
[Z₁₂¹⁵]_max = 0,21 + 0,23 = 0,44 мм;
[Z₈¹⁵]_max = 0,2 + 0,22 = 0,42 мм;
[Z₉¹⁵]_max = 0,21 + 0,23 = 0,44 мм;
[Z₁₂³⁰]_max = 0,09 + 0,185 = 0,275 мм;
[Z₁₃³⁰]_max = 0,09 + 0,175 = 0,265 мм;
[Z₈³⁰]_max = 0,09 + 0,175 = 0,265 мм.
[Z₉³⁰]_max = 0,09 + 0,185 = 0,275 мм;
[Z₁₂³⁵]_max = 0,056 + 0,141 = 0,197 мм;
[Z₈³⁵]_max = 0,056 + 0,141 = 0,197 мм.
Определим средние значения операционных припусков по формуле:

(6.8)
[Z₁₃¹⁰]_ср= 0,5×(1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z₁₂¹⁰]_ср = 0,5×(1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z₁₁¹⁰]_ср= 0,5×(1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z₁₀¹⁰]_ср= 0,5×(1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z₈¹⁰]_ср= 0,5×(1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z₉¹⁰]_ср = 0,5×(1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z₁₃¹⁵]_ср = 0,5×(0,2 + 0,42) = 0,31 мм;
[Z₁₂¹⁵]_ср= 0,5×(0,21 + 0,44) = 0,325 мм
[Z₈¹⁵]_ср= 0,5×(0,2 + 0,42) = 0,31 мм;
[Z₉¹⁵]_ср= 0,5×(0,21 + 0,44) = 0,325 мм;
[Z₁₂³⁰]_ср= 0,5×(0,09 + 0,275) = 0,1825 мм;
[Z₁₃³⁰]_ср= 0,5×(0,09 + 0,265) = 0,1775 мм;
[Z₈³⁰]_ср = 0,5×(0,09 + 0,265) = 0,1775 мм.
[Z₉³⁰]_ср = 0,5×(0,09 + 0,275) = 0,1825 мм;
[Z₁₂³⁵]_ср= 0,5×(0,056 + 0,197) = 0,1265 мм;
[Z₈³⁵]_ср = 0,5×(0,056 + 0,197) = 0,1265 мм

6.3 Расчёт операционных размеров
Произведем расчет значений операционных размеров по способу средних значений.
Найдем средние значения размеров, известных заранее:
[А³⁵] = 55

мм; [А³⁵]_ср = 55,0115 мм;
[Б³⁰] = 65

мм; [Б³⁰]_ср = 60,035 мм;
[В¹⁰] = 75 ± 0,37 мм; [В¹⁰] _ср = 75 мм;
[Г¹⁰]= 65 ± 0,37 мм; [Г¹⁰]_ср = 65 мм;
[Д³⁵]= 60

мм; [Д³⁵]_ср = 60,0115 мм;
[Е³⁰] = 55

мм; [Е³⁰] _ср = 55,035 мм;
Ч²⁰ = 46 ±0,31 мм; Ч²⁰_ср = 46 мм;
Щ²⁰ = 55 ± 0,37 мм; Щ²⁰_ср = 55 мм;
Найденные средние значения подставим в уравнения операционных размеров, решая эти уравнения, мы получим средние значения операционных размеров.
1)    [Z₁₂³⁵] = – Д³⁵+ Е 12³⁵ –18⁰⁵+ Е 12³⁰-18⁰⁵+ Д³⁰;
Д³⁰ = Д³⁵+ [Z₁₂³⁵] – Е 12³⁵ –18⁰⁵- Е 12³⁰-18⁰⁵;
Д³⁰ = 0,1265 + 60,0115 – 0,006 – 0,02 = 60,112 мм;
2)    [Z₈³⁵] = – А³⁵+ Е 8³⁵ –18⁰⁵+ Е 8³⁰-18⁰⁵+ А³⁰;
А³⁰ = А³⁵+ [Z₈³⁵] – Е 8³⁵ –18⁰⁵- Е 8³⁰-18⁰⁵;
А³⁰ = 55,0115 + 0,1265 – 0,006 – 0,02 = 55,112 мм;
3)    [Z₉³⁰] = – Б³⁰ + Е 9³⁰ –18⁰⁵ + Е 9¹⁵-18⁰⁵+ Б¹⁵;
Б¹⁵ = Б³⁰ + [Z₉³⁰] – Е 9³⁰ –18⁰⁵ – Е 9¹⁵-18⁰⁵;
Б¹⁵ = 65,035 + 0,1825 – 0,02 – 0,03 = 65,1675 мм;
4)    [Z₈³⁰] = – А³⁰ + Е 8³⁰ –18⁰⁵ + Е 8¹⁵-18⁰⁵+ А¹⁵;
А¹⁵ = А³⁰ + [Z₈³⁰] – Е 8³⁰ –18⁰⁵ – Е 8¹⁵-18⁰⁵;
А¹⁵ = 55,112 + 0,1825 – 0,02 – 0,02 = 55,2545 мм;
5)    [Z₁₃³⁰] = – Е³⁰ + Е 13³⁰ –18⁰⁵ + Е 13¹⁵-18⁰⁵+ Е¹⁵;
Е¹⁵ = Е³⁰ + [Z₁₃³⁰] – Е 13³⁰ –18⁰⁵ – Е 13¹⁵-18⁰⁵;
Е¹⁵ = 55,035 + 0,1825 – 0,02 – 0,02 = 55,1775 мм;
6)    [Z₁₂³⁰] = – Д³⁰ + Е 12³⁰ –18⁰⁵ + Е 12¹⁵-18⁰⁵+ Д¹⁵;
Д¹⁵ = Д³⁰ + [Z₁₂³⁰] – Е 12³⁰ –18⁰⁵ – Е 12¹⁵-18⁰⁵;
Д¹⁵ = 60,112 + 0,1825 – 0,02 – 0,03 = 60,2445 мм;
7)    [Z₉¹⁵] = – Б¹⁵ + Е 9¹⁵ –18⁰⁵ + Е 9¹⁰-18⁰⁵+ Б¹⁰;
Б¹⁰ = Б¹⁵ + [Z₉¹⁵] – Е 9¹⁵ –18⁰⁵ – Е 9¹⁰-18⁰⁵;
Б¹⁰ = 60,1675 + 0,325 – 0,03 – 0,04 = 60,4225 мм;
8)    [Z₈¹⁵] = – А¹⁵ + Е 8¹⁵ –18⁰⁵ + Е 8¹⁰-18⁰⁵+ А¹⁰;
А¹⁰ = А¹⁵ + [Z₈¹⁵] – Е 8¹⁵ –18⁰⁵ – Е 8¹⁰-18⁰⁵;
А¹⁰ = 55,2545 + 0,31 – 0,02 – 0,04 = 55,5045 мм;
9)    [Z₁₂¹⁵] = – Д¹⁵ + Е 12¹⁵ –18⁰⁵ + Е 12¹⁰-18⁰⁵+ Д¹⁰;
Д¹⁰ = Д¹⁵ + [Z₁₂¹⁵] – Е 12¹⁵ –18⁰⁵ – Е 12¹⁰-18⁰⁵;
Д¹⁰ = 60,2445 + 0,325 – 0,03 – 0,04 = 60,4995 мм;
10)                                                              [Z₁₃¹⁵] = – Е¹⁵ + Е 13¹⁵ –18⁰⁵ + Е 13¹⁰-18⁰⁵+ Е¹⁰;
Е¹⁰ = Е¹⁵ + [Z₁₃¹⁵] – Е 13¹⁵ –18⁰⁵ – Е 13¹⁰-18⁰⁵;
Е¹⁰ = 55,1775 + 0,31 – 0,02 – 0,04 = 55,4275 мм;
11)    [Z₉¹⁰] = – Б¹⁰+ Е 9¹⁰ –18⁰⁵+ Е 9⁰⁰-18⁰⁵+ Б⁰⁰;
Б⁰⁰ = Б¹⁰+ [Z₉¹⁰] – Е 9¹⁰ –18⁰⁵- Е 9⁰⁰-18⁰⁵;
Б⁰⁰ = 60,4225 + 2,28 – 0,04 – 0,02 = 62,6425;
12)    [Z₈¹⁰] = – А¹⁰+ Е 8¹⁰ –18⁰⁵+ Е 8⁰⁰-18⁰⁵+ А⁰⁰;
А⁰⁰ = А¹⁰+ [Z₈¹⁰] – Е 8¹⁰ –18⁰⁵- Е 8⁰⁰-18⁰⁵;
А⁰⁰ = 55,5045 + 2,28 – 0,04 – 0,02 = 57,7245;
13)    [Z₁₀¹⁰] = – В¹⁰+ Е 10¹⁰ –18⁰⁵+ Е 10⁰⁰-18⁰⁵+ В⁰⁰;
В⁰⁰ = В¹⁰+ [Z₁₀¹⁰] – Е 10¹⁰ –18⁰⁵- Е 10⁰⁰-18⁰⁵;
В⁰⁰ = 75 + 2,28 – 0,04 – 0,02 = 77,22;
14)           [Z₁₁¹⁰] = – Г¹⁰+ Е 11¹⁰ –18⁰⁵+ Е 11⁰⁰-18⁰⁵+ Г⁰⁰;
Г⁰⁰ = Г¹⁰+ [Z₁₁¹⁰] – Е 11¹⁰ –18⁰⁵- Е 11⁰⁰-18⁰⁵;
Г⁰⁰ = 65 + 2,28 – 0,04 – 0,02 = 67,22;
15)        [Z₁₂¹⁰] = – Д¹⁰+ Е 12¹⁰ –18⁰⁵+ Е 12⁰⁰-18⁰⁵+ Д⁰⁰;
Д⁰⁰ = Д¹⁰+ [Z₁₂¹⁰] – Е 12¹⁰ –18⁰⁵- Е 12⁰⁰-18⁰⁵;
Д⁰⁰ = 60,4995 + 2,28 – 0,04 – 0,02 = 62,7195;
16)           [Z₁₃¹⁰] = – Е¹⁰+ Е 13¹⁰ –18⁰⁵+ Е 13⁰⁰-18⁰⁵+ Е⁰⁰;
Е⁰⁰ = Е¹⁰+ [Z₁₃¹⁰] – Е 13¹⁰ –18⁰⁵- Е 13⁰⁰-18⁰⁵;
Е⁰⁰ = 55,4275 + 2,28 – 0,04 – 0,02 = 57,6475.
Составим таблицу, в которой укажем значения операционных размеров в радиальном направлении:
Таблица 6.1. Значения операционных размеров в радиальном направлении

Символьное обозначение	Минимальный размер, мм A_min =A_ср – TA/2	Максимальный размер, мм A_max =A_ср +TA/2	Средний размер, мм	Окончательная запись в требуемой форме, мм
2А⁰⁰	57,3545	58,0945	57,7245	57,7245 ± 0,37
2Б⁰⁰	62,2725	63,0125	62,6425	62,6425 ± 0,37
2В⁰⁰	76,85	77,59	77,22	77,22 ± 0,37
2Г⁰⁰	66,85	67,59	67,22	67,22 ± 0,37
2Д⁰⁰	62,3495	63,0895	62,7195	62,7195 ± 0,37
2Е⁰⁰	57,2775	58,0175	57,6475	57,6475 ± 0,37
2А¹⁰	55,3545	55,6545	55,5045	55,5045 ± 0,15
2Б¹⁰	59,9725	60,2725	60,4225	60,4225 ± 0,15
2В¹⁰	74,85	75,15	75	75 ± 0,15
2Г¹⁰	64,85	65,15	65	65 ± 0,15
2Д¹⁰	60,3495	60,6495	60,4995	60,4995 ± 0,15
2Е¹⁰	55,2775	55,5775	55,4275	55,4275 ± 0,15
2А¹⁵	55,2175	55,2915	55,2545	55,2545±0,037
2Б¹⁵	65,1305	65,2045	65,1675	65,1675±0,037
2Д¹⁵	60,2075	60,2815	60,2445	60,2445±0,037
2Е¹⁵	55,1405	55,2145	55,1775	55,1775±0,037
2А³⁰	55,089	55,135	55,112	55,112±0,023
2Б³⁰	65,012	65,058	65,035	65,035±0,023
2Д³⁰	60,089	60,135	60,112	60,112±0,023
2Е³⁰	55,012	55,058	55,035	55,035±0,023
2А³⁵	55,002	55,021	55,0115	55,0115±0,0095
2Д³⁵	60,002	60,021	60,0115	60,0115±0,0095

Значения всех рассчитанных припусков и операционных размеров (в окончательном виде) заносим в схему размерного анализа в радиальном направлении.

7. Сравнительный анализ результатов расчетов операционных диаметральных размеров
7.1 Определение операционных диаметральных размеров расчетно-аналитическим методом
Расчётно-аналитическим методом определим припуски на поверхность 8 Æ55k6 (

), являющуюся наиболее точной.
Качество поверхности после штамповки по прил. 4 [3]:
R_z = 100 мкм, h = 200 мкм.
Качество поверхности после механической обработки по данным прил. 4 [3] следующие:
1. Растачивание черновое R_z = 80 мкм, h = 100 мкм;
2. Растачивание чистовое R_z = 30 мкм, h = 40 мкм;
3. Шлифование черновое R_z = 20 мкм, h = 30 мкм;
4. Шлифование чистовое R_z = 5 мкм, h = 15 мкм
Суммарное пространственное отклонение будем определять по формуле

, мм (7.1)
где

- коэффициент уточнения (по табл. 3.17 [4]);
D_i_-1 – суммарное пространственное отклонение на заготовительной операции (эксцентричность отверстия);

– после штамповки D= 0,8 мм;

– после растачивания чернового D = 0,06 × 0,8= 0,048 мм;

– после растачивания чистового D = 0,04 × 0,8= 0,032 мм;
– после шлифования чернового D = 0,03 × 0,8= 0,024 мм;
– после шлифования чистового D = 0,02 × 0,8= 0,016 мм
Определим значение минимального припуска 2Z_min после каждой операции по формуле:

, мм (7.2)
где R_zⁱ^-1, hⁱ^-1 – высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке;
D_i_-1 – суммарное значение пространственных отклонений с предыдущей операции;

мм;

мм.
Определяем предельные размеры для каждого перехода по формулам:
2А_i_min = 2А_i_{-1 min} + T2А_i_-1, мм (7.3)
2А_i_max = 2А_i_min – 2Z_i_min, мм (7.4)
2А³⁵_min = 55,002 мм;
2А³⁵_max = 55,021 мм;
2А³⁰_min = 2А³⁵_min +

= 55,002 + 0,148= 55,15 мм;
2А¹⁵_min = 2А³⁰_min +

= 55,15 + 0,204 = 55,354 мм;
2А¹⁰_min = 2А¹⁵_min +

= 55,354 + 0,456 = 55,81 мм;
2А³⁰_max = 2А³⁰_min + T2А³⁰ = 55,15 + 0,046 = 55,196 мм;
2А¹⁵_max = 2А¹⁵_min + T2А¹⁵ = 55,354 + 0,074 = 55,428 мм;
2А¹⁰_max = 2А¹⁰_min + T2А¹⁰ = 55,81 + 0,3 = 55,11 мм;

Определим предельные значения припусков по формуле:

(7.5)

(7.6)

мм;

мм;
Изобразим на рис. 7.1 схему расположения операционных размеров, допусков и припусков.

Таблица 7.1. Расчет припусков на обработку диаметра 2А (пов. 8 Æ55k(₊₂^+0,21))

Технологические переходы	Элементы припуска, мкм			Расчет- ный припуск 2Zmin, мм	Допуск TD, мм	Предельные размеры заготовки		Предельные припуски, мм
Технологические переходы	R_z	h	D_S	Расчет- ный припуск 2Zmin, мм	Допуск TD, мм	D_max	D_min	2Z_max	2Z_min
Штамповка	100	200	800	-	3,6	63,4	59,8	-	-
Растачивание черновое	80	100	48	2,2	0,3	56,11	55,81	7,29	3,99
Растачивание чистовое	30	40	32	0,456	0,074	55,428	55,354	0,682	0,456
Шлифование черновое	20	30	24	0,204	0,046	55,196	55,15	0,232	0,204
Шлифование чистовое	5	15	16	0,148	0,019	55,021	55,002	0,175	0,148

7.2 Сравнение результатов расчетов
Для сравнения необходимо сопоставить результаты расчетов операционных размеров, операционных и общих минимальных, максимальных, номинальных припусков.
Общие припуски определяются по формулам:
Zо_min = S Z_min(7.6)
Zо_max = S Z_max(7.7)
Zо_min = 0,148+0,204+0,456+3,99 = 4,798 мм,
Zо_max = 0,175+0,232+0,682+7 = 8,089 мм.
Общий номинальный припуск для отверстия:
Zо_ном = D_ном^дет – D_ном^заг (7.8)
Zо_ном = 59,8–55,002 = 4,798 мм.
где D_ном^заг, D_ном^дет– номинальные диаметры заготовки и детали соответственно.
Результаты расчетов припусков приведем в табл. 7.2.
Данные по их изменению:

DZо = (Zо^ОЦ – Zо^РА) ×100% / Zо^РА, (7.9)
где Zо^ОЦ, Zо^РА – значения общих припусков, определенные методами решения размерных цепей и расчетно-аналитическим соответственно.
Таблица 7.2. Сравнение общих припусков

Метод расчета	Zо_min	Zо_max	Zо_ном
Расчетно-аналитический	4,798	8,089	4,798
Расчет размерных цепей	1,646	4,152	2,713

D Zо_min = (1,646 – 4,798) ×100% / 4,798 = – 65,7%;
D Zо_max = (4,152 – 8,089) ×100% / 8,089 = – 48,67%;
D Zо_ном = (2,713 – 4,798) ×100% / 4,798 = -43,46%.
Вывод: метод операционных размерных цепей позволяет существенно уменьшить припуски на обработку, а, следовательно, увеличить коэффициент использования материала и удешевить изготовление детали.

Заключение
В ходе работы были выполнены все задачи курсового проекта.
Проанализировав исходные данные детали стало возможным определение:
– выбора типа производства, формы организации технологического процесса изготовления детали;
– выбора метода получения заготовки;
– технологического маршрута изготовления детали;
– технологического маршрута обработки поверхности;
– технологической схемы базирования;
– припусков с помощью размерного анализа;
– припусков расчетно-аналитическим методом;
Выполнив курсовую работу, мы проанализировали припуски, полученные с помощью расчётно-аналитического метода и размерного анализа. В результате оказалось, что расчётно-аналитический метод дал меньшие значения припусков, а значит при его использовании сокращается себестоимость изготовления детали и повышается эффективность производства.

Литература
1.     Справочник технолога машиностроителя/ Под редакцией А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985. – Т. 1,2.
2.     Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: – 4‑е изд., перераб. и доп. – Выш. школа, 1983, ил.
3.     Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора: Справочник – М.: Машиностроение, Ленинград, 1983 год.
4.     Михайлов А.В. Методическое указание «Определение операционных размеров механической обработки в условиях серийного производства»
Тольятти, 1992 год.
5.     Методические указания Боровкова.

Bukvasha