加工余量、工序尺寸及其公差的确定.ppt

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

2、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

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粗糙度和缺陷层切掉。,2

4、、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（a） 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 Ta,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

5、道工序的尺寸公差 Ta,3、本道工序的安装误差b 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b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b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（ a ） 上道工序的工序尺寸公差（Ta） 本工序的装夹误差（b）,加

6、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。

7、,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，如果过小，要增加总加工余量；过大，应适当减少总加工余量，以免造成浪费。,工序尺寸是工件

8、在加工过程中各工序应保证的加工尺寸，与之相应的公差即工序尺寸的公差。工序尺寸及其公差的确定，不仅取决于设计尺寸、加工余量及各工序所能达到的经济精度，而且还与定位基准、工序基准、测量基准、编程原点的确定及基准的转换有关。 工序尺寸及其公差的计算分两种情况：工艺基准和设计基准重合情况下工序尺寸与公差的确定，工艺基准和设计基准不重合情况下工序尺寸与公差的确定。,4工序尺寸及其公差的确定,1）基准重合时，工序尺寸及其公差的计算 生产上绝大部分加工面都是在基准重合(工艺基准和设计基准重合)的情况下进行加工的，基准重合情况下工序尺寸与公差的确定过程如下： （1）确定毛坯总余量和各加工工序的工序余量（查表修

9、正法） （2）确定工序基本尺寸,4工序尺寸及其公差的确定,从最终加工工序开始，即从零件图上的设计尺寸开始，一直往前推算到毛坯尺寸。最终工序基本尺寸等于零件图上的基本尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。,1）基准重合时，工序尺寸及其公差的计算 生产上绝大部分加工面都是在基准重合(工艺基准和设计基准重合)的情况下进行加工的，基准重合情况下工序尺寸与公差的确定过程如下： （1）确定毛坯总余量和各加工工序的工序余量 （2）确定工序基本尺寸,4工序尺寸及其公差的确定,（3）确定工序公差,最终加工工序尺寸公差等于设计尺寸公差，其余各加工工序按各自所采用加工方法的加工经济精度确定

10、工序尺寸公差。,1）基准重合时，工序尺寸及其公差的计算 生产上绝大部分加工面都是在基准重合(工艺基准和设计基准重合)的情况下进行加工的，基准重合情况下工序尺寸与公差的确定过程如下： （1）确定毛坯总余量和各加工工序的工序余量 （2）确定工序基本尺寸,4工序尺寸及其公差的确定,（3）确定工序公差,（4）标注工序尺寸公差,最终加工工序尺寸的公差按设计尺寸标注，其余工序尺寸公差按“入体原则”标注。,（1）拟定加工路线：,粗车,半精车,淬火,粗磨,精磨,研磨,（2）确定各工序的加工余量：,查表法：,研磨：0.01mm，粗磨：0.3mm，精磨：0.1mm 半精车：1.1mm，粗车：4.5mm 可得：Z总

11、=6.01mm,圆整取： Z总= 6 mm 则取粗车余量：4.49 mm,工序尺寸及其公差的确定实例1,（3）确定各工序的经济精度及表面粗糙度 按“入体原则”分配偏差,查表: 研磨：,精磨：,粗磨：,半精车：,粗车：,2mm,毛坯：,工序尺寸及其公差的确定实例1,（4）确定工序尺寸及其公差,研磨：50,精磨：50+0.01=50.01,粗磨：50.01+0.1=50.11,半精车：50.11+0.3=50.41,粗车：50.41+1.1=51.51,锻造毛坯：51.51+4.49=56,工序尺寸及其公差的确定实例1,某轴直径为60mm，其尺寸精度要求为IT5，表面粗糙度要求为Ra0.04m，并要求高频淬火，毛坯为锻件。其工艺路线为：粗车半精车高频淬火粗磨精磨研磨。现在来计算各工序的工序尺寸及公差。,工序尺寸及其公