加工余量工序尺寸及其公差的确定

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）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）分皆析计彻算法2）查增表修翻正法3）经咳验估艘计法此法览是根孕据实践含经验确定共加工敲余量船。为猫防止新加工糊余量傲不足典而产携生废格品，弃往往头估计击的数地值总粱是偏大，因译而这通种方蔑法只宵适用戚于单誓件、泄小批扒生产贩。3、加费工余遥量的春确定1）分倒析计榆算法2）查脊表修赞正法3）经打验估估计法3、加稼工余悬量的你确定在确舍定加附工余熟量时栗，总加腾工余胆量和工序惭加工博余量要分议别确夸定。总加节工余始量的大策小与暴选择债的毛包坯制墓造精脏度有呢关。树用查表绢法确定工序测加工例余量时，粗加壳工工到序的加谨工余甩量不面应查好表确膛定，要而是兽用总蛮加工视余量依减去士各工可序余湿量求环得，锤同时悄要对唤求得捆的粗赛加工微工序浴余量惰进行垂分析饥，如迅果过拴小，险要增起加总迁加工旅余量揪；过宝大，乡丰应适豆当减沾少总缠加工扁余量东，以全免造失成浪费费。工序妄尺寸是工冰件在撑加工欧过程厨中各过工序牢应保辅证的潜加工锯尺寸咳，与灶之相云应的开公差贞即工序厅尺寸波的公倾差。工加序尺猜寸及抽其公仇差的乳确定蒙，不庄仅取雁决于急设计守尺寸备、加为工余持量及萌各工寨序所绝能达皇到的趋经济脉精度托，而锈且还拘与定四位基颤准、猜工序产基准谋、测好量基才准、缓编程检原点带的确美定及蔽基准宪的转母换有吵关。工序公尺寸再及其惊公差的计每算分两种情况：工艺伤基准哈和设变计基净准重齿合情况矿下工金序尺侄寸与袜公差埋的确色定，工艺柿基准唇和设洞计基欧准不佛重合情况社下工享序尺蒙寸与减公差猜的确熊定。4．工祝序尺巩寸及夜其公掉差的仙确定1）基局准重虑合时雪，工阳序尺毫寸及件其公那差的棋计算生产怨上绝针大部勤分加钩工面码都是采在基秒准重逆合(工艺辟基准影和设嫌计基肠准重雨合)的情撒况下表进行供加工料的，搬基准周重合景情况眉下工雀序尺泼寸与亲公差歉的确泰定过鹿程如畏下：（1）确作定毛惧坯总阳余量传和各色加工魂工序沉的工穷序余畅量（查表臣修正模法）（2）确拦定工轨序基赛本尺圈寸4．工死序尺粉寸及汇其公裁差的悲确定从最肥终加丢工工忙序开始膝，即歼从零件姥图上朴的设移计尺果寸开始市，一阵直往捕前推增算到毛坯凤尺寸。最帮终工丹序基伯本尺封寸等焰于零疫件图沟上的趣基本蹈尺寸虑，某蝇工序睁基本疮尺寸惜等于轨后道豪工序刃基本劲尺寸剧加上熔或减戏去后珍道工算序余火量。1）基沟准重嚷合时卡，工筒序尺僚寸及奋其公懂差的失计算生产够上绝眯大部牲分加属工面军都是泉在基市准重醉合(工艺朽基准停和设笨计基唯准重昏合)的情馋况下涌进行茧加工服的，宪基准苦重合驱情况动下工雀序尺降寸与灾公差指的确穴定过扬程如侧下：（1）确蒜定毛眼坯总熊余量佣和各惩加工棍工序件的工屈序余锁量（2）确技定工鲜序基湾本尺甲寸4．工方序尺外寸及汁其公灵差的扮确定（3）确捎定工电序公现差最终呢加工元工序欺尺寸写公差等于设计紧尺寸什公差，其甜余各企加工病工序擦按各穗自所劳采用消加工穴方法锈的加图工经患济精掉度确陵定工茧序尺萄寸公域差。1）基蜘准重配合时螺，工浙序尺坦寸及笋其公宅差的尼计算生产者上绝继大部盆分加画工面清都是猪在基就准重夸合(工艺胞基准扁和设奖计基德准重惧合)的情维况下绣进行义加工买的，狐基准症重合霉情况恭下工扎序尺概寸与骂公差芹的确壶定过烂程如志下：（1）确爽定毛葬坯总沉余量则和各藏加工寇工序藏的工夹序余堵量（2）确值定工并序基携本尺残寸4．工艳序尺插寸及层其公党差的哭确定（3）确留定工叹序公跑差（4）标翠注工橡序尺拌寸公踩差最终兴加工许工序轰尺寸的公跃差按冶设计类尺寸领标注劈燕，其佩余工傍序尺茅寸公惰差按槐“入锐体原挡则”糟标注冬。（1）拟览定加荐工路私线：粗车半精帮车淬火粗磨精磨研磨（2）确织定各变工序挤的加游工余招量：查表购法：研磨厌：0.垫01劲mm，粗脑磨：0.盏3m桶m，精悔磨：0.肌1m初m半精格车：1.肌1m适m，粗堡车：4.缠5m冒m可得侧：Z总=6赶.0甜1m递m圆整枯取：Z总=砌6瓣mm则取塔粗车队余量德：4.掀49店m弯m工序侵尺寸娱及其汗公差谱的确匹定实凤例1（3）确表定各内工序嚷的经极济精赢度及咏表面位粗糙悠度按“芒入体再原则惨”分章配偏军差查表:研磨澡：精磨钟：粗磨垦：半精市车：粗车兆：±2撇mm毛坯动：工序逝尺寸眉及其刑公差胶的确歪定实小例1（4）确色定工戴序尺车寸及亩其公荡差研磨证：50精磨为：50从+0筑.0风1=校50浑.0系1粗磨促：50碧.0中1+端0.符1=干50曲.1肠1半精弹车：50您.1裹1+病0.馅3=瞒50痕.4产1粗车莫：50只.4得1+婚1.刺1=责51阳.5耗1锻造振毛坯舍：51烛.5臭1+汪4.碑49储=5梨6工序躁尺寸于及其币公差问的确许定实稻例1某轴勺直径撕为ф6窑0m雪m，其仗尺寸悦精度贸要求忘为IT灰5，表筋面粗总糙度隆要求聚为Ra哭0.命04容μm，并晴要求负高频匀淬火素，毛典坯为听锻件细。其帆工艺服路线复为：愤粗车—半精桌车——高频绿淬火—粗磨——精磨——研磨岸。现鼠在来构计算遮各工殃序的沉工序剃尺寸贫及公战差。工序军尺寸逢及其土公差蓬的确租定实跪例2工序名称工序余量/mm基本工序尺寸/mm工序加工经济精度等级及工序尺寸公差表面粗糙度/μm工序尺寸及公差/mm研磨0.0160h5（）Ra0.04ф精磨0.160+0.01=60.01h6（）Ra0.16ф粗磨0.360.01+0.1=60.11h8（）Ra1.25ф半精车1.160.11+0.3=60.41hll（）Ra1.5ф粗车4.4960.41+1.1=61.51h13（）Ra16ф锻造661.51+4.49=66±2

ф66±2数据确定方法查表确定第一项