机械加工余量和锻件尺寸公差的确定

机械加工余量和锻件尺寸公差的确定机械加工余量和锻件尺寸公差的确定 一 主要参数及影响因素 一 主要参数及影响因素 1 锻件重量 G1 根据锻件图的尺寸计算锻件的重量 对于杆部不参与变形 不锻棒料部分 的平锻件重量只计算镦锻 部分 见图 2a 若不锻棒料部分的长度与其直径之比小于 2 时 可看作一个完整的锻件来计算其重量 见图 2b 若平锻件的两端分两次镦锻时 前一道镦锻成形部分连同不锻棒料杆部部分 视为第二道 镦锻部分的不锻棒料部分 见图 2c 2 锻件形状复杂系数 S 锻件形状复杂系数为锻件重量 G1 与相应的锻件外廓包容体重量 G2 的比值 即 S 图 2 镦锻件重量计算特点 a 一头一长杆 b 一头一短杆 c 二头一杆 A 镦锻部分 B 不锻棒料部分 C 第一道成形 圆形锻件的外廓包容体重量 见图 3 式中 密度 7 85 cm3 图 3 圆形锻件的外廓包容体 非圆形锻件外廓包容体重量 见图 4 图 4 非圆形锻件外廓包容体 锻件形状复杂系数分为四级 简单 S1 0 63 1 一般 S2 0 32 0 63 较复杂 S3 0 16 0 32 复杂 S4 0 16 特例 当锻件为薄形圆盘或法兰件 见图 5a 其圆盘厚度和直径之比 L d 0 2 时 取形状复杂系 数 S4 当 L1 d1 0 2 或 L2 d2 4 时 见图 5b 采用形状复杂系数 S4 当冲孔深度大于直径的 1 5 倍时 形状复杂系数提高一级 图 5 锻件形状复杂特例 3 锻件的材质系数 锻件的材质系数分为二级 M1 钢的含碳量小于 0 65 的碳钢 或合金元素总含量小于 3 0 的合金钢 M2 钢的含碳量大于或等于 0 65 的碳钢 或合金元素总含量大于或等于 3 0 的合金钢 4 零件的机械加工精度 零件表面粗糙度低于 Ra1 6 机械加工余量从余量表查得 粗糙度高于 Ra1 6 加工余量要适当加大 对扁薄截面或在锻件相邻部位截面变化较大的零件 如图 6 在长度 L 范围内应适当加大局部的余量 图 6 应局部增大余量的零件 5 加热条件 采用煤气或油炉加热钢坯时 机械加工余量和公差从余量表和公差表查得 当采用煤加热钢坯 或经 二火进行加热时 适当增大加工余量和公差 6 其他条件 锻件轮廓尺寸 采用工序 锻件精度等若有特殊要求 可适当增大或减小加工余量和公差 二 机械加工余量 二 机械加工余量 确定机械加工余量时 根据锻件估算质量 形状复杂系数和零件加工精度要求 由表 1 表 2 查得 对于需要附加工序的锻件 其余量值由供需双方协商确定 三 锻件公差 三 锻件公差 造成模锻件尺寸波动的主要原因有 欠压 金属不充满模膛 模具磨损或变形 模具设计时锻件收缩 率选取的不准确 终锻模膛制造公差 锻造设备精度变化 模具错移 工人操作误差等 表 2 锻件内孔直径的单边机械加工余量 JB3834 85 孔径 mm 孔 深 mm 大于 0 63100140200 大于至 至 63 100140200280 252 0 25402 02 6 40632 02 63 0 631002 53 03 04 0 1001602 63 03 44 04 6 1602503 03 03 44 04 6 锻件公差分为普通级和精密级 1 长度 宽度和高度公差 长度 宽度和高度公差是指在分模面一侧 同一块模具上 沿长度 宽度和高度方向的尺寸公差 见 图 7a 由表 3 表 4 查得 当锻件形状复杂系数为 S1 S2级 且长宽比小于 3 5 时 选用同一公差值 以简化工作量 平锻件的杆部长度尺寸公差是指镦锻部分的内侧到锻件末端之间的距离 包括不锻的棒料长度及台阶 部分的总长度尺寸公差 按总长度和质量在表 3 中查得杆部长度公差 对于两端都进行镦锻的平锻件 其 长度公差是指某一端的镦锻部分的内侧至相对端面之间的距离 如图 7b 中长度尺寸 L1和 L2 的公差 但 只可选 L1或 L2之中公差较大的一个标注在锻件图上 图 7 锻件长度 宽度和高度公差 a 长度方向尺寸 b 宽度方向尺寸 c 高度方向尺寸 d 跨越分模线的厚度尺寸 表 1 模锻件内外表面加工余量 JB3834 85 锻 件 单 边 余 量 mm 厚度 直径 水 平 方 向 锻件重量 kg 大于 031540063080012501600 大于至 磨削加工精度 一般加工精度 锻件形状复杂 系数 S1S2S3S4 方向 至 315400630800125016002500 00 4 1 0 1 51 0 1 51 5 2 0 2 0 2 5 0 41 0 1 5 2 01 5 2 01 5 2 0 2 0 2 5 2 0 3 0 1 01 8 1 5 2 01 5 2 01 5 2 0 2 0 2 7 2 0 3 0 1 83 2 1 7 2 21 7 2 22 0 2 5 2 0 2 7 2 0 3 0 2 5 3 5 3 25 0 1 7 2 21 7 2 22 0 2 5 2 0 2 7 2 5 3 5 2 5 4 0 5 010 0 2 0 2 52 0 2 52 0 2 5 2 3 3 0 2 5 3 5 2 7 4 0 3 0 4 5 10 020 0 2 0 2 52 0 2 52 0 2 7 2 3 3 0 2 5 3 5 2 7 4 0 3 0 4 5 20 050 0 2 3 3 02 0 3 02 5 3 0 2 5 3 5 2 7 4 0 3 0 4 5 3 5 4 5 50 0 150 0 2 5 3 22 5 3 52 5 3 5 2 7 3 5 2 7 4 0 3 0 4 5 3 5 4 5 4 0 5 5 150 0 250 0 3 0 4 02 5 3 52 5 3 5 2 7 4 0 3 0 4 5 3 0 4 5 3 5 5 0 4 0 5 5 3 5 4 52 7 3 52 7 3 5 3 0 4 0 3 0 4 5 3 5 5 0 4 0 5 0 4 5 6 0 4 0 5 52 7 4 03 0 4 0 3 0 4 5 3 5 4 5 3 5 5 0 4 0 5 5 4 5 6 0 注 本表适用于热模锻压力机 模锻锤 平锻机及螺旋压力机上生产的模锻件 例 当锻件重量为 3kg 在 16000kN 热模锻压力机上生产 零件无磨削精加工工序 锻件复杂系数 S3锻件 长度 480mm 查出该零件的余量 厚度方向 1 7 2 2mm 水平方向 2 0 2 7mm 表 3 模锻件的长度 宽度 高度公差及错差 残留飞边量 普通级 JB3834 85 分模线锻 件 轮 廓 尺 寸 mm 锻件重 量 kg 锻件形状复杂系数 大于 030801201803155008001250 至 30801201803155008001250 2500 同轴 度错 差 mm 横向 残留 飞边 mm 平直对称 落差不对称 大 于 至 锻件材质 系数 M1 M2 S1 S2 S3 S4 公 差 0 40 50 0 4 0 8 0 3 0 8 0 4 1 0 0 4 1 1 0 5 1 2 0 6 1 4 0 6 1 5 0 7 1 7 0 8 1 9 0 9 0 50 60 41 0 0 8 0 4 1 0 0 4 1 1 0 5 1 2 0 6 1 4 0 6 1 5 0 7 1 7 0 8 1 9 0 9 2 1 1 1 0 60 71 01 8 1 0 1 4 1 1 0 5 1 2 0 6 1 4 0 6 1 5 0 7 1 7 0 8 1 9 0 9 2 1 1 1 2 4 1 2 0 80 81 83 2 1 1 1 2 1 4 1 5 1 7 1 9 2 1 2 4 2 7 0 5 0 6 0 6 0 7 0 8 0 9 1 1 1 2 1 3 1 01 03 25 0 1 2 0 6 1 4 0 6 1 5 0 7 1 7 0 8 1 9 0 9 2 1 1 1 2 4 1 2 2 7 1 3 3 0 1 5 1 21 25 0 10 1 4 0 6 1 5 0 7 1 7 0 8 1 9 0 9 2 1 1 1 2 4 1 2 2 7 1 3 3 0 1 5 3 3 1 7 1 41 410 20 1 5 0 7 1 7 0 8 1 9 0 9 2 1 1 1 2 4 1 2 2 7 1 3 3 0 1 5 3 3 1 7 3 8 1 8 1 61 720 50 1 7 0 8 1 9 0 9 2 1 1 1 2 4 1 2 2 7 1 3 3 0 1 5 3 3 1 7 3 8 1 8 4 2 2 1 1 82 050 120 1 9 0 9 2 1 1 1 2 4 1 2 2 7 1 3 3 0 1 5 3 3 1 7 3 8 1 8 4 2 2 1 4 7 2 3 2 02 4120250 2 1 1 1 2 4 1 2 2 7 1 3 3 0 1 5 3 3 1 7 3 8 1 8 4 2 2 1 4 7 2 3 5 3 2 7 2 42 8 2 4 1 2 2 7 1 3 3 0 1 5 3 3 1 7 3 8 1 8 4 2 2 1 4 7 2 3 5 3 2 7 6 0 3 0 2 7 1 3 3 0 1 5 3 3 1 7 3 8 1 8 4 2 2 1 4 7 2 3 5 3 2 7 6 0 3 0 6 5 3 5 3 3 1 7 3 8 1 8 4 2 2 1 4 7 2 3 5 3 2 7 6 0 3 0 6 5 3 5 7 0 3 0 4 2 2 1 4 7 2 3 5 3 2 7 6 0 3 0 6 5 3 5 7 5 3 5 8 0 4 0 4 7 2 3 5 3 2 7 6 0 3 0 6 5 3 5 7 5 3 5 8 0 4 0 9 2 4 4 注 锻件高度台阶尺寸公差 按 1 2 的比例分配 内表面尺寸公差 正负符号与表中相反 例 当锻件重量为 6kg 材质系数 M1 锻件复杂系数 S2 锻件尺寸 160 平直分模线时各类公差查法 表 4 模锻件的长度 宽度 高度公差及错差 残留飞边量 精密级 JB3834 85 分模线锻 件 轮 廓 尺 寸 mm 锻件形状复杂系数 大于 030801201803155008001250 锻件重 量 kg 至 308012018031550080012502500 同轴 度错 差 mm 横向 残留 飞边 mm 平直对称 落差不对 称 大 于 至 锻件材质 系数 M1 M2 S1 S2 S3 S4 公 差 0 30 300 4 0 5 0 2 0 5 0 3 0 6 0 3 0 7 0 3 0 8 0 4 0 40 40 4 1 0 0 5 0 3 0 6 0 3 0 7 0 3 0 8 0 4 0 9 0 5 1 1 0 5 0 50 51 0 1 8 0 6 0 3 0 7 0 3 0 8 0 4 0 9 0 5 1 1 0 5 1 2 0 6 1 3 0 7 0 60 61 8 3 2 0 7 0 3 0 8 0 4 0 9 0 5 1 1 0 5 1 2 0 6 1 3 0 7 1 5 0 7 1 7 0 8 0 70 73 2 5 0 0 8 0 4 0 9 0 5 1 1 0 5 1 2 0 6 1 3 0 7 1 5 0 7 1 7 0 8 1 9 0 9 2 1 1 1 0 80 85 0 10 0 9 0 5 1 1 0 5 1 2 0 6 1 3 0 7 1 5 0 7 1 7 0 8 1 9 0 9 2 1 1 1 2 4 1 2 1 01 01020 1 1 0 5 1 2 0 6 1 3 0 7 1 5 0 7 1 7 0 8 1 9 0 9 2 1 1 1 2 4 1 2 2 7 1 3 1 21 22050 1 2 0 6 1 3 0 7 1 5 0 7 1 7 0 8 1 9 0 9 2 1 1 1 2 4 1 2 2 7 1 3 3 0 1 5 1 21 250 120 1 3 0 7 1 5 0 7 1 7 0 8 1 9 0 9 2 1 1 1 2 4 1 2 2 7 1 3 3 0 1 5 3 3 1 7 1 41 4120 250 1 5 0 7 1 7 0 8 1 9 0 9 2 1 1 1 2 4 1 2 2 7 1 3 3 0 1 5 3 3 1 7 3 5 2 0 1 41 7 1 7 0 8 1 9 0 9 2 1 1 1 2 4 1 2 2 7 1 3 3 0 1 5 3 3 1 7 3 5 2 0 4 0 2 4 1 9 0 9 2 1 1 1 2 4 1 2 2 7 1 3 3 0 1 5 3 3 1 7 3 5 2 0 4 0 2 0 4 5 2 5 2 1 1 1 2 4 1 2 2 7 1 3 3 0 1 5 3 3 1 7 3 5 2 0 4 0 2 0 4 5 2 5 5 0 3 0 2 4 1 2 2 7 1 3 3 0 1 5 3 3 1 7 3 5 2 0 4 0 2 0 4 5 2 5 5 0 3 0 5 0 3 5 3 0 1 5 3 3 1 7 3 5 2 0 4 0 2 0 4 5 2 5 5 0 3 0 5 0 3 5 5 5 3 5 注 1 锻件的高度台阶尺寸公差按 1 2 比例分配 锻件内表面尺寸公差正负符号与表中相反 2 本表不适用平锻机上生产的锻件 例 当锻件重量 3kg 材质系数为 M1 复杂系数为 S3 尺寸为 120 平分模线时各类公差查法 表 5 模锻件的厚度公差及顶料杆压痕公差 普通级 JB3834 85 锻 件 厚 度 尺 寸 mm 锻件形状复杂系 数大于 018305080120180 锻件质量 mm 至 18305080120180315 顶料杆压 痕 mm 大于至 锻件材质系 数 M1 M2 S1 S2 S3 S4 公 差 0 8 0 400 4 0 8 0 2 0 8 0 3 0 9 0 3 1 0 0 4 1 2 0 4 1 4 0 4 1 5 0 5 1 0 0 5 0 41 0 0 8 0 3 0 9 0 3 1 0 0 4 1 2 0 4 1 4 0 4 1 5 0 5 1 7 0 5 1 2 0 6 1 01 8 0 9 0 3 1 0 0 4 1 2 0 4 1 4 0 4 1 5 0 5 1 7 0 5 2 0 0 5 1 5 0 8 1 83 2 1 0 0 4 1 2 0 4 1 4 0 4 1 5 0 5 1 7 0 5 2 0 0 5 2 1 0 7 1 8 0 9 3 25 0 1 2 0 4 1 4 0 4 1 5 0 5 1 7 0 5 2 0 0 5 2 1 0 7 2 4 0 8 2 2 1 2 5 010 1 4 0 4 1 5 0 5 1 7 0 5 2 0 0 5 2 1 0 7 2 4 0 8 2 7 0 9 2 8 1 51020 1 5 0 5 1 7 0 5 2 0 0 5 2 1 0 7 2 4 0 8 2 7 0 9 3 0 1 0 3 5 2 02050 1 7 0 5 2 0 0 5 2 1 0 7 2 4 0 8 2 7 0 9 3 0 1 0 3 4 1 1 4 5 2 550120 2 0 2 1 2 4 2 7 3 0 3 4 3 8 0 5 0 7 0 8 0 9 1 0 1 1 1 2 6 0 3 0 120250 2 1 0 7 2 4 0 8 2 7 0 9 3 0 1 0 3 4 1 1 3 8 1 2 4 2 1 4 2 4 0 8 2 7 0 9 3 0 1 0 3 4 1 1 3 8 1 2 4 2 1 4 4 8 1 5 2 7 0 9 3 0 1 0 3 4 1 1 3 8 1 2 4 2 1 4 4 8 1 5 5 3 1 7 3 0 1 0 3 4 1 1 3 8 1 2 4 2 1 4 4 8 1 5 5 3 1 7 6 0 2 0 3 4 1 1 3 8 1 2 4 2 1 4 4 8 1 5 5 3 1 7 6 0 2 0 6 8 2 2 3 8 1 2 4 2 1 4 4 8 1 5 5 3 1 7 6 0 2 0 6 8 2 2 7 5 2 5 4 2 1 4 4 8 1 5 5 3 1 7 6 0 2 0 6 8 2 2 7 5 2 5 8 3 2 1 例 当锻件重量 3kg 材质系数为 M1 锻件复杂系数为 S3 锻件最大厚度尺寸为 45 油炉加热时各类公 差查法 表 6 模锻件的厚度公差及顶料杆压痕公差 精密级 JB3834 85 锻 件 厚 度 尺 寸 mm 锻件形状复杂系数 大于 018305080120180 锻件质量 mm 至 18305080120180315 顶料杆压 痕 mm 大于 至 锻件材质系数 M1M2 S1 S2 S3 S4 公 差 0 6 0 300 4 0 5 0 1 0 6 0 2 0 7 0 2 0 8 0 2 0 9 0 3 1 0 0 4 1 2 0 4 0 8 0 4 0 4 1 0 0 6 0 2 0 7 0 2 0 8 0 2 0 9 0 3 1 0 0 4 1 2 0 4 1 4 0 4 1 0 0 5 1 0 1 8 0 7 0 2 0 8 0 2 0 9 0 3 1 0 0 4 1 2 0 4 1 4 0 4 1 5 0 5 1 2 0 6 1 8 3 2 0 8 0 2 0 9 0 3 1 0 0 4 1 2 0 4 1 4 0 4 1 5 0 5 1 7 0 5 1 6 0 8 3 2 5 0 0 9 0 3 1 0 0 4 1 2 0 4 1 4 0 4 1 5 0 5 1 7 0 5 2 0 0 5 1 8 1 0 5 010 1 0 0 4 1 2 0 4 1 5 0 5 1 5 0 5 1 7 0 5 2 0 0 5 2 1 0 7 2 2 1 21020 1 2 0 4 1 4 0 4 1 7 0 5 1 7 0 5 2 0 0 5 2 1 0 7 2 4 0 8 2 8 1 52050 1 4 0 4 1 5 0 5 2 0 0 5 2 0 0 5 2 1 0 7 2 4 0 8 2 7 0 9 3 5 2 050120 1 5 0 5 1 7 0 5 2 1 0 7 2 1 0 7 2 4 0 8 2 7 0 9 3 0 1 0 4 5 2 0 120 250 1 7 0 5 2 0 0 5 2 4 0 8 2 4 0 8 2 7 0 9 3 0 1 0 3 4 1 1 2 0 2 1 2 7 2 7 3 0 3 4 3 8 0 5 0 7 0 9 0 9 1 0 1 1 1 2 2 1 0 7 2 4 0 8 3 0 1 0 3 0 1 0 3 4 1 1 3 8 1 2 4 2 1 4 2 4 0 8 2 7 0 9 3 4 1 1 3 4 1 1 3 8 1 2 4 2 1 4 4 8 1 5 2 7 0 9 3 0 1 0 4 8 1 2 3 8 1 2 4 2 1 4 4 8 1 5 5 3 1 7 3 0 1 0 3 4 1 1 4 2 1 4 4 2 1 4 4 8 1 5 5 3 1 7 6 0 2 0 3 4 1 1 3 8 1 2 4 8 1 5 5 3 1 7 6 0 2 0 注 本表不适用于平锻机生产的锻件 例 当锻件重量 3kg 材质系数为 M1 锻件复杂系数为 S3 锻件最大厚度尺寸为 45 中频感应加热时各 类公差查法 表 8 模锻件的直线度 平面度公差 加工表面 JB3834 85 锻 件 轮 廓 尺 寸 直 线 度 平 面 度 公 差 mm 轮廓尺寸大于至 0 30 30 80 80 120 120 180 180 250 250 315 315 400 400 500 500 630 630 800 800 1000 1000 1250 1250 1600 1600 2000 2000 2500 正火锻件 1 调质锻件 2 普通级 0 60 70 81 01 11 21 41 61 82 02 22 52 83 2锻件 精度精密级 0 40 50 60 70 70 81 91 01 11 21 41 61 82 0 注 1 对带有落差和弯曲的锻件 直线度和平面度不能采用本表数值 应适当放宽或由供需双方协协商确 定 2 精密级不适用平锻件 例 当锻件长度 240mm 该零件是调质锻件时 直线度和平面度普通级为 1 2mm 精密级 0 8mm 表 9 模锻件的中心距尺寸公差 JB3834 85 锻 件 轮 廓 尺 寸 直 线 度 平 面 度 公 差 mm 中心距 尺寸 大于至 0 30 30 80 80 120 120 180 180 250 250 315 315 400 400 500 500 630 630 800 800 1000 1000 1250 1250 1600 1600 2000 2000 2500 一般锻件 N1 有一边校正或压印工序 N2 同时校正和压印工序 N3 普通级 0 3 0 4 0 5 0 6 0 8 1 0 1 2 1 6 2 0 2 5 3 2 4 0 5 0 6 0锻件 精度精密级 0 25 0 3 0 4 0 5 0 6 0 8 1 0 1 2 1 6 2 0 2 5 3 2 4 0 5 0 注 本表适用于热模锻压力机 模锻锤 平锻机及螺旋压力机上生产的模锻件 但精密级不适用于锻件 例 当锻件长度尺寸 300mm 该零件只有一道校正压印工序 其中心距尺寸普通级公差 1mm 精密级 0 8mm 平锻件在凹模内成形的镦锻部分所有直径公差将采用与最大直径相同的公差值 锻件公差 若属外表面尺寸 A 见图 8 其上下偏差的分配同表 3 表 4 所列 2 3 和 1 3 若属内表 面尺寸 B 其上下偏差按 1 3 和 2 3 分配 若为中心到边缘的尺寸 C 其上下偏差按总公差值的 1 2 分 配 图 8 锻件尺寸种类 2 厚度公差 厚度公差是指跨越分模面的厚度尺寸的公差 见图 7a 中尺寸 h 锻件所有的厚度尺寸公差应是一致 的 其公差可按锻件的最大厚度尺寸在表 5 或表 6 中查得 平锻件的厚度尺寸是指从凸模越过分模线到凹模间的尺寸 h 见图 7c 其尺寸公差在表 5 中查得 上 下偏差按 3 4 和 1 4 比例分配 也可只给上偏差 如法兰盘一侧有较高的凸出部分 P 1 5d0 其全厚度尺寸公差应以 Hmax全长厚度作为计算依据 见图 7d 在法兰两侧均有较高凸台时 则用其中 较大直径尺寸作为厚度的计算依据 在表 5 中查得 3 直线度与平面度公差 直线度公差是零件的理论中心线与实际中心线之间的允许偏差值 平面度公差是零件的理论平面与实际平面的允许偏差值 锻件非加工面的直线度公差由表 7 查得 锻件加工表面的直线度和平面度公差由表 8 查得 4 中心距尺寸公差 中心距尺寸公差仅适用于平面直线分模 并在同一块模具内的中心距尺寸 见图 9 图 9 平面直线分模锻件中心距 表 7 非加工表面直线度 JB3834 8