加工余量、工序尺寸及其公差的确定

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1、机械制造工艺机电工程系张莉第二章机械加工工艺基础知识2.1机械加工工艺过程的基本概念及常用术语2.2机械加工工艺规程和工艺文件2.3零件的工艺性分析2.4零件表面加工方法的选择与工艺路线的拟订2.4.4加工余量、工序尺寸及其公差的确定1、加工余量的概念为了保证零件的质量（精度和粗糙度值），在加工过程中，需要从工件表面上切除的金属层厚度，称为加工余量。加工余量过大材料浪费，成本增大；加工余量过小不能纠正加工误差，质量降低。所以，应在保证质量的前提下，选择加工余量尽可能小。加工余量又有总余量和工序余量之分。总余量：某一表面毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为总余量，以Z

2、总表示。工序余量：相邻两工序的工序尺寸之差称为工序余量，以Zi表示。单边余量与双边余量根据零件的结构不同，加工余量有单边（面）和双边（面）之分,见P45加工余量和工序尺寸的关系对于被包容面：Z=上工序基本尺寸-本工序基本尺寸对于包容面：Z=本工序基本尺寸-上工序基本尺寸加工余量和工序尺寸的关系2、影响加工余量的因素在确定工序的具体内容时，其工作之一就是合理地确定工序加工余量。加工余量的大小对零件的加工质量和制造的经济性均有较大的影响。加工余量过大，必然增加机械加工的劳动量、降低生产率；增加原材料、设备、工具及电力等的消耗。加工余量过小，又不能确保切除上工序形成

3、的各种误差和表面缺陷，影响零件的质量，甚至产生废品。由前述内容可知，工序加工余量（公称值，以下同）除可用相邻工序的工序尺寸（如Z=a-b）表示外，还可以用另外一种方法表示，即：工序加工余量等于最小加工余量与前工序工序尺寸公差之和（如Z=Zmin+Ta）。因此，在讨论影响加工余量的因素时，应首先研究影响最小加工余量的因素。影响最小加工余量的因素较多，现将主要影响因素分单项介绍如下：1、上道工序加工表面的表面质量1）上道工序形成的表面粗糙度和缺陷层深度（Ra和Ha）为了使工件的加工质量逐步提高，一般每道工序都应切到待加工表面以下的正常金属组织，将上道工序形成的表面

4、粗糙度和缺陷层切掉。2、影响加工余量的因素影响最小加工余量的因素较多，现将主要影响因素分单项介绍如下：1、上道工序加工表面的表面质量2）上道工序形成的形状误差和位置误差（ρa）当形状公差、位置公差和尺寸公差之间的关系是独立原则时，尺寸公差不控制形位公差。此时，最小加工余量应保证将前工序形成的形状和位置误差切掉。以上影响因素中的误差及缺陷，有时会重叠在一起，如下图所示，图中的△x为平面度误差、△w为平行度误差，但为了保证加工质量，可对各项进行简单叠加，以便彻底切除。2、影响加工余量的因素1、上道工序加工表面的表面质量2、上道工序的尺寸公差Ta2、影响加工余量的因

5、素1、上道工序加工表面的表面质量2、上道工序的尺寸公差Ta3、本道工序的安装误差εb上述各项误差和缺陷都是上道工序形成的，为能将其全部切除，还要考虑本工序的装夹误差εb的影响。如右图所示，由于三爪自定心卡盘定心不准，使工件轴线偏离主轴旋转轴线e值，造成加工余量不均匀，为确保将前工序的各项误差和缺陷全部切除，直径上的余量应增加2e。装夹误差εb的数量，可在求出定位误差、夹紧误差和夹具的装夹误差后求得。2、影响加工余量的因素综上所述，影响工序加工余量的因素可归纳为下列几点：上道工序形成的表面粗糙度和表面缺陷层深度（Ra+Da）上道工序形成的形状误差和位置误差（ρa

6、）上道工序的工序尺寸公差（Ta）本工序的装夹误差（εb）加工余量计算公式P48对双边余量：对单边余量：2、影响加工余量的因素3、加工余量的确定1）分析计算法是根据加工余量计算公式和一定的试验资料，通过计算确定加工余量的一种方法。采用这种方法确定的加工余量比较经济合理，但必须有比较全面可靠的试验资料及先进的计算手段方可进行，故目前应用较少。1）分析计算法2）查表修正法根据生产实践和试验研究，已将毛坯余量和各种工序的工序余量数据汇集于手册。确定加工余量时，可从手册中获得所需数据，然后结合工厂的实际情况进行修正。查表时应注意表中的数据为公称值，对称表面（轴孔等）的加

7、工余量是双边余量，非对称表面的加工余量是单边余量。这种方法目前应用最广。3、加工余量的确定1）分析计算法2）查表修正法3）经验估计法此法是根据实践经验确定加工余量。为防止加工余量不足而产生废品，往往估计的数值总是偏大，因而这种方法只适用于单件、小批生产。3、加工余量的确定1）分析计算法2）查表修正法3）经验估计法3、加工余量的确定在确定加工余量时，总加工余量和工序加工余量要分别确定。总加工余量的大小与选择的毛坯制造精度有关。用查表法确定工序加工余量时，粗加工工序的加工余量不应查表确定，而是用总加工余量减去各工序余量求得，同时要对求得的粗加工工序余量进行分析，如

8、果过小，要增加总加工余量；过大，应适当