加工余量的确定
确定加工余量的方法
确定加工余量的方法随着现代加工技术的不断发展，加工余量的确定变得越来越重要。
加工余量是指在加工过程中，为了保证加工精度和工件质量而留下的一定量的材料。
加工余量的大小直接影响到工件的精度和质量，因此在加工过程中合理确定加工余量非常重要。
本文将介绍几种常见的确定加工余量的方法。
一、经验法经验法是一种较为简单的方法，可以根据经验和实际情况来确定加工余量。
这种方法通常适用于一些简单的加工工件，如钻孔、车削等。
经验法的确定方式是根据工件的材料、尺寸和形状等因素来确定加工余量。
例如，对于一些硬度较高的材料，应该留下较大的加工余量，以保证工件的精度和质量。
二、计算法计算法是一种较为科学的方法，可以通过计算来确定加工余量。
这种方法通常适用于一些复杂的加工工件，如铸件、锻件等。
计算法的确定方式是根据工件的形状、尺寸、材料和工艺等因素来计算加工余量。
例如，对于一些复杂的铸件，可以通过计算来确定每个加工环节需要留下的加工余量。
三、试验法试验法是一种比较直观的方法，可以通过实际试验来确定加工余量。
这种方法通常适用于一些特殊的加工工件，如高精度零件等。
试验法的确定方式是在实际加工过程中留下一定量的加工余量，然后通过测量和检验来确定加工余量是否合适。
如果加工余量过大或过小，则需要进行相应的调整。
四、仿真法仿真法是一种比较先进的方法，可以通过计算机仿真来确定加工余量。
这种方法通常适用于一些高精度的加工工件，如航空航天零件等。
仿真法的确定方式是通过计算机模拟加工过程，然后根据模拟结果来确定加工余量。
这种方法可以大大提高加工精度和质量，同时也可以减少加工成本和时间。
总之，确定加工余量是加工过程中非常重要的一环。
不同的加工工件和加工要求需要采用不同的方法来确定加工余量。
通过合理确定加工余量可以提高工件的精度和质量，同时也可以减少加工成本和时间。
因此，在加工过程中一定要认真对待加工余量的确定工作。
加工余量的确定..
1. 加工余量概念
（1）总加工余量
总加工余量是指零件加工过 程中，某加工表面所切去的 金属层总厚度。是毛坯尺寸 与零件图样的设计尺寸之差。
（2）工序余量
工序余量是一道工序内切除的 金属层厚度，为相邻两工序的 工序尺寸之差。
（3）总余量为各工序余量之和
（4）公称余量
公称余量是指相邻两 工序的基本尺寸之差。
（5）余量公差
Tz Z max Z min Ti Ti 1
2. 影响加工余量的因素
1、上工序的表面粗糙度和表面缺陷层（图7-24） 2、上工序的尺寸公差（图7－25） 3、上工序各表面间相互位置的空间偏差（图7－26） 4、本工序安装误差（图7-27)
的尺寸及公差。
解: 1)确定封闭环、建立尺寸链、判别增减环。
假废品的出现
只要测量尺寸的超差量小于或等于其余组成环 尺寸公差之和，就有可能出现假废品，为此应对该 零件各有关尺寸进行复检和验算，以免将实际合格 的零件报废而导致浪费。 假废品的出现，给生产质量管理带来诸多麻烦， 因此，不到非不得已，不要使工艺基准与设计基准 不重合。
3.有关余量的尺寸换算
图9-29 精加工余量校核示例 (1)精加工余量校核 当多次加工某一表面时， 由于所采用的工艺基准可能相同，因此，本工 序的余量的变动量不仅与本工序的公差及前一 工序的公差有关，而且还与其它有关工序的公 差有关。在以工序余量为封闭环的工艺尺寸链 中，如果组成环数目较多，由于误差累积原因， 有可能使工序余量过大或过小，因此须对余量 进行校核， 这在制订工艺规程时是一个不可忽 视的问题。由于粗加工的余量一般取值较大， 故粗加工余量一般不进行校核而仅对精加工余 量进行校核。
加工余量的确定方法
加工余量的确定方法
加工余量是指在加工过程中，为了保证零件尺寸精度和形状精度，特意留下的一定尺寸差，一般为正值。
确定加工余量的方法有以下几种：
1. 根据经验法确定：根据过去的经验和加工零件的特点，确定适当的加工余量。
这种方法简单易行，但需要工人具备丰富的经验。
2. 根据公式法确定：根据零件的设计尺寸、材料特性、加工工艺，利用公式计算得出加工余量。
常见的公式有线性公式、面积公式和体积公式等。
3. 根据定额法确定：根据工艺定额和产品标准，确定加工余量。
这种方法适用于大批量生产，可以确保零件的一致性。
4. 根据测量法确定：先制作出一个初步尺寸较大的零件，然后通过测量零件尺寸并与设计尺寸进行比较，确定需要增加的加工余量。
这种方法需要较为精确的测量工具和技术。
无论采用何种方法确定加工余量，都需要考虑材料性能、工艺要求、设备精度等因素，以保证零件在加工过程中不仅符合设计要求，还能满足使用要求。
加工余量与工序尺寸的确定
例7.1
某轴毛坯为锻件，其直径尺寸为
Байду номын сангаас
50
0 0.016
mm
，加工精度要
求为IT6，表面粗糙度Ra为0.8μm，并要求高频淬火。若采用加工
方法为粗车-半精车-高频淬火-粗磨-精磨。试确定各机械加工工序
机械制造工艺与设备
加工余量与工序 尺寸的确定
加工余量与工序尺寸的确定
1.1 加工余量的确定
1.加工余量的概念 用去除材料的方法制造机器零件时，一般都要从毛坯上切除一
层层材料后最后才能制得符合图样规定要求的零件。毛坯上被切除 的金属层，称为加工余量。
加工余量有加工总余量和工序余量之分。 工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差，加工总余量是毛坯尺 寸与零件图样的设计尺寸之差。
如图所示，平面的加工余量是单边余量，它等于实际切削 的金属层厚度。对于外圆与内圆这样的对称表面的加工余量用 双边余量表示，即以直径方向计算，其实际切削的金属层厚度 为加工余量的一半。
单边余量与双边余量
1.上工序留下的表面 粗糙度（表面轮廓的 最大高度）和表面缺 陷层深度 。
2.上工序的尺寸公差。
（4）根据加工精度查公差表，并将公差按“入体原则”标注 在工序基本尺寸上。计算结果汇总见教材表7.6。
机械制造工艺与设备
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（3）确定各工序加工精度和表面粗糙度。查工艺设计手册 可确定：精磨加工精度选定为IT6，尺寸公差为0.016 mm，表面 粗糙度Ra为0.4 μm；粗磨加工精度选定为IT8，尺寸公差为 0.039 mm，表面粗糙度Ra为1.6 μm；半精车加工精度选定为 IT11，尺寸公差为0.16 mm，表面粗糙度Ra为3.2 μm；粗车加 工精度选定为IT13，尺寸公差为0.39 mm，表面粗糙度Ra为 12.5 μm；查工艺设计手册可得锻件毛坯公差为±2 mm。
加工余量的确定.
图3
由图可看出: 公称加工余量 = 前工序尺寸 - 本工序尺寸 最小加工余量=前工序尺寸的最小值 - 本工序尺寸的最大值 最大加工余量=前工序尺寸的最大值 - 本工序尺寸的最小值 工序加工余量的变动范围（最大加工余量与最小加工余量之差）= 前工序工序尺寸公差+ 本工序的工序尺寸公差
（二）总加工余量：总加工余量是指零件从毛坯变为成品的整个加工过 程中从某一表面所切除金属层的总厚度，也即零件毛坯尺寸与零件图 上设计尺寸之差。总加工余量等于各工序加工余量之和，即
z
zi
总
= zi
i =1
n
式中 n–––某一表面的工序（或工步）数目。
--第i道工序加工余量
图4
二、影响加工余量的因素
（一）前工序的工序尺寸公差（Ta）。
（二）前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷层深度（Ra+Da）。
（三）前工序形成的形状误差和位置误差（△x、△w）。
（四）本工序的装夹误差（εb）。
三、确定加工余量的方法
(一）查表修正法 (目前应用最广）
（二）经验估计法 (只适用于单件、小批生产）
（三）分析计算法 (目前应用较少）
余量为单边余量
图1
2、旋转表面：
对于轴：Z=da-db 对于孔：Z=db-da
余量为双边余量
图2
• 工序余量和工序尺寸及其公差的 计算公式： （轴） • Z=Zmin+Ta • Zmax=Z+Tb= Zmin+Ta +Tb • 式中 Zmin——最小工序余量 Zmax——最大工序余量 Ta——上工序尺寸的公差 Tb——本工序尺寸的公差
加工的概念
加工余量：在机械加工过程中，从加工表面切去的金属层厚度。
工艺过程设计加工余量的确定
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汇报人：
目录
01 加 工 余 量 的 定 义 和 作用
03 加 工 余 量 的 确 定 方
法
05 如 何 减 少 加 工 余 量
02 加 工 余 量 的 影 响 因 素
04 加 工 余 量 对 工 艺 过 程的影响
Part Four
加工余量对工艺过 程的影响
对工件尺寸精度的影响
加工余量越小，工件尺寸 精度越高
加工余量越大，工件尺寸 精度越低
加工余量的合理选择可以 提高工件质量
加工余量的考虑可以避免 过切现象的发生
对工件表面质量的影响
加工余量过大：导致工件表面粗糙度增加，影响外观质量 加工余量过小：可能导致工件表面质量不稳定，容易出现缺陷 加工余量适中：有利于保证工件表面质量，提高产品合格率 加工余量对工件表面质量的影响与工艺过程的设计密切相关
切削用量：切削用量越大，加 工余量越大
刀具磨损：刀具磨损会影响加 工精度和表面粗糙度，从而影 响加工余量
Part Three
加工余量的确定方 法
经验估计法
定义：根据工艺人员的经验，结合相似产品的加工余量数据，对当前产品的加工余量进行估 计的方法。
适用范围：适用于缺乏精确计算手段或缺乏足够数据支持的情况。
对加工成本的影响
加工余量的大小直 接影响加工成本的 高低。
较大的加工余量需 要使用更多的材料、 能源和劳动力，因 此会导致加工成本 的增加。
相反，较小的加工 余量可以减少材料 、能源和劳动力的 消耗，从而降低加 工成本。
在工艺过程设计中 ，合理确定加工余 量对于控制加工成 本至关重要。
工件加工余量的确定
工序尺寸链及其计算
尺寸链的形式
按环的几何特征分：长度、角度、组合尺寸链。 按应用场合分：装配、工艺、零件尺寸链 。 按各环所处空间位置分：直线、平面、空间尺寸链 。
尺寸链的特性
封闭性：尺寸链必是一组有关尺寸首尾相接所形成的尺 寸封闭图。其中应包含一个间接保证的尺寸和若干个对此 有影响的直接获得的尺寸。 关联性：尺寸链中间接保证的尺寸即精度直接保证的尺 寸精度支配，且间接保证的尺寸精度必然低于直接获得的 尺寸精度。
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加工余量的确定
3）前工序的位置误差ρa。 工件上有些形位误差未包括在加工表面工序 尺寸公差范围之内,在确定加工余量时，须考虑它 们的影响，否则将无法去除上工序留下的表面缺 陷层。
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加工余量的确定
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工序尺寸链及其计算
尺寸链计算 ①正计算：已知组成环尺寸、公差求封闭环 尺寸公差的计算方式； ②反计算：已知封闭环尺寸、公差反求各组 成环寸、公差 ； ③中间计算： 已知封闭环及部分组成环的 尺寸、公差，求其余的一个或几个组成环尺寸、 公差 。
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4）本工序的装夹误差εb 如果本工序存在装夹误差（定位误差、 夹紧误差），在确定本工序加工余量时还 应考虑ε b的影响。
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加工余量确定方法
计算法 —— 采用计算法确定加工余量比较准确， 但需掌握必要的统计资料和具备一定的测量手段。 查表法 ——利用各种手册所给的表格数据，再结 合实际加工情况进行必要的修正，以确定加工余量。 此法方便、迅速，生产上应用较多。
确定加工余量的方法
确定加工余量的方法加工余量是工艺设计中一个非常重要的参数，它决定了产品的尺寸精度、工艺可行性和生产效率等方面。
合理确定加工余量能够提高产品的质量和工艺水平，同时也能够避免由于尺寸不准确而导致的加工失误和产品质量问题。
本文将从常见的加工余量设计方法、加工余量的影响因素以及加工余量与工艺优化的关系等方面进行阐述。
一、常见的加工余量设计方法1. 经验法：经验法是根据以往的加工经验和产品质量要求来确定加工余量的方法。
这种方法的优点是简单、操作方便，但是缺点是依赖经验，无法为不同的工艺和产品提供准确的加工余量设计。
2. 数学模型法：数学模型法是通过建立加工过程的数学模型来确定加工余量的方法。
通过分析和计算各种力学、热力学和动力学等因素的作用，可以建立精确的加工余量计算模型，并根据产品的要求进行合理的加工余量设计。
3. 试验法：试验法是通过实验的方式来确定加工余量的方法。
通过试验可以直接观察和测量产品的尺寸变化，并根据试验结果来确定加工余量的大小。
4. 统计方法：统计方法是通过统计大量实际加工数据来确定加工余量的方法。
通过对实际加工数据的分析和处理，可以确定加工余量的统计分布规律，并根据产品的要求进行合理的加工余量设计。
二、加工余量的影响因素1. 加工材料的性质：加工余量的大小与加工材料的性质有关。
不同性质的材料，其加工余量的大小也不同。
材料的硬度、切削性能、热膨胀系数等都会对加工余量产生影响。
2. 加工方式和工艺参数：不同的加工方式和工艺参数对加工余量的大小有较大的影响。
例如，切削速度、进给量、刀具的磨损等都会对加工余量产生影响。
3. 产品的尺寸精度要求：产品的尺寸精度要求越高，加工余量应该相应增大。
否则，无法保证产品的尺寸精度。
三、加工余量与工艺优化的关系加工余量与工艺优化有着密切的关系。
合理确定加工余量可以提高产品的工艺水平和加工效率，同时也能够减少不必要的加工损失。
1. 提高产品的尺寸精度：加工余量的大小直接影响产品的尺寸精度。
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层厚度。加工余量可分为工序加工余量和总加工 余量。 ? 工序加工余量是指某一表面在一道工序中所切除 的金属层厚度，它取决于同一表面相邻工序前后 工序尺寸之差。加工余量分为单面加工余量和双 面加工余量。如平面的加工，加工余量是单边余 量，它等于实际切除的金属层厚度。
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（二）毛坯设计、质量要求及下料尺寸的计算 ? 模具零件毛坯的设计是否合理，对于模具零件加工的
工艺性以及模具的质员和寿命都有很大的影响，在毛坯的 设计中，首先考虑的是毛坯的形式，在决定毛坯形式时主 要考虑以下几个方面： ? 1、模具材料的类别。 根据在模具设汁中规定的模具材料 类别、可以确定毛坏形式。例如精密冲裁模的上、下模座 多为铸钢材料，大型覆盖件检深模的凸模、凹模和压边圈 零件为合金铸铁时，这类零件的毛坯形式必然为铸钢材料， 又如非标准模架的上、下模座材料多为45钢，毛坯形形 式应该是厚钢板的原型材 。 ? 2、模具材料的类别和作用。对于模具结构中的工作零件， 例如精密冲裁模和重载冲压模的工作零件,多为高碳高合金 工具钢，其毛坯形式应该为锻造件，高寿命冲我模的工作 零件材料多为硬质合金。其毛坯形式为粉末冶金件。对于 模具结构中的一般结构件，多选择原型材毛坯形式。
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二、加工余量及毛坯下料尺寸的确定
（一）确定加工余量的方法 ? 1、经验估计法
根据工艺人员的经验确定加工余量的方法，但 这种方法不够准确。为了防止加工余量不够而产 生废品，所估计的加工余量一般偏大，此法常用 于单件小批生产。 ? 2、查表修正法
查阅有关加工余量的手册来确定，应用比较广 泛。在查表时应注意表中数据是公称值。对称表 面（如轴或孔）的加工余量是双边的，非对称表 面的加工余量是单边的。
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? ②锻件毛坯 由于模具生产大多属于单件或小批量生产，模具零件锻件毛坯的锻造 方式多为自由锻造。模具零件锻造的几何形状多为圆柱形、圆板形、 矩形，也有少数为T形、L形、U形等。
? a、锻件的加工余量 如果锻件机械加工的加工余量过大，不仅浪费了 材料，同时造成机械加工工作量过大，增加机械加工工时；如果锻件 的加工余量过小，锻造过程中产生的锻造夹层、表层裂纹、氧化层、 脱碳层和锻造不平现象不能消除，无法得到合格的模具零件。
②铸件的形状和尺寸要求应符合铸件图的规定；
③铸件的表面应进行清砂处理，去除结疤、飞边和毛刺，其残留高度应 小于或等于1～3mm；
④铸件内部，特别是靠近工作面处不得有气孔、砂眼、裂纹等缺陷；非 工作面不得有严重的疏松和较大的缩孔；
⑤铸件应及时进行热处理，铸钢应依据牌号确定热处理工艺。热处理工 艺一般以完全退火为主，退火后硬度≤229HB。铸铁件应进行时效 处理，以消除内应力和改善加工性能，铸铁件热处理后的硬度 ≤269HB。
? b、锻件下料尺寸的确定 合理地选择圆棒料的尺寸规格和下料方式， 对于保证锻件质量和方便锻造操作都有直接的关系、圆棒料的下料长 度(L)和圆棒料的直径(D)的关系，应满足L＝(1.25—2.5)d。在满 足上述关系的前提下，应尽量选用小规格的圆棒料。模具钢材料原则 上采用锯床割下料方式。应避免锯一个切口后打断，这样易于生成裂 纹。如采用热切法下料，应注意将毛刺除尽，否则易生成折叠而造成 锻件废品。
丝料、板料或其他形状截面的型材，经过下料以后直接送 往加工车间进行表面加工的毛坯。
原材料的主要下料方式有： 剪切法；锯切法；薄片砂轮切割法；火焰切割法。
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? （2）锻件 经原型材下料，再通过锻造获得合理的几何形状和尺
寸的模具零件坯料，称为锻件毛坯。 ? ①锻造的目的
模具零件毛坯的材质状态如何，对于模具加工的质量 和模具寿命都有较大的影响，特别是模具中的工作零件， 大量使用高碳高铬工具钢．这类材料的冶金质量存在缺陷， 如存在大量的共晶网状碳化物，这种碳化物很硬也很跪、 而且分布不均匀，降低了材料的力学性能、恶化了热处理 工艺性能，降低了模具的使用寿命。只有通过锻造打碎共 晶网状碳化物，并使碳化物分布均匀，晶粒组织细化，才 能充分发挥材料的力学性能，提向模具零件的加工工艺性 和使用寿命。
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? 3、模具零件的几何形状特征和尺寸关系。 当模具零件的 不同外形表面尺寸相差较大时(如大型凸缘式模柄零件)， 为了节省原材料和减少机械加工的工作量．应该选择锻件 毛坯形式。 通常模具零件的毛坯形式主要分为原型材、锻造件、 铸造件和半成品件4种。
? （1）原型材 原型材是指利出冶金材料厂提供的各种截面的棒料、
实际圆棒料的直径按现有棒料的直径规格选取，当 D理比较接近 实际规格时，圆棒料的长度L实 应根据锻件毛坯的质量和选定的坯料 直径，查选棒料长度质量表确定。
计算完后应验证锻造比，如果缎造比不符合要求，应Βιβλιοθήκη 新选取。xxxxxxxxx
? （3）铸件 模具零件中常见的铸件有冲压模具的上模座和下模座、大型塑料
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? ③锻件毛坯下料尺寸和锻件坯料尺寸的确定 ? a、计算锻件坏料的体积V坯，
式中， ——锻件的体积； K— 损耗系数，K=1.05～1.10、
锻件在锻造过程中的总损耗量包括烧损量、切头损耗、芯料损耗 三部分。为了汁等方便，总损耗量可按锻件质量的5％～10％选取。 在加热1～2次锻成，基本无鼓形和切头时，总损耗取5％、在加热次 数较多并有 定鼓形时，从损耗取10％。 ? b、计算锻件坏料的尺寸 理论圆棒料直径为D理
模的框架等，材料为灰铸铁HT200和HT250；精密冲裁模的上模座 和下模座，材料为铸钢ZG270—500；大、中型冲压成形模的工作 零件，材料为球墨铸铁和合金铸铁；吹塑模具和注射模具中的铸造铝 合金，如铝硅合金ZLl02等。 对于铸件的质量要求主要有：
①铸件的化学成分和力学性能应符合图样规定的材料牌号标准；
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? （4）半成品件 随着模具向专业化和专门化方向发展以及模具
标准化程度的提高，以商品形式出现的冷冲模架、 矩形凹模板、矩形模板、矩形垫板等零件，以及 塑料注射模标准模架的应用日益广泛。当采购这 些半成品件后，再进行成形表面和相关部位的加 工，对于降低模具成本利缩短模具制造周期都大 有好处。这种毛坯形式应该成为模具零件毛坯的 主要形式。