第5讲加工余量、工序尺寸及公差的确定
3-5加工余量、工序间尺寸及其公差的确定
例： 某车床主轴箱箱体的主轴孔的设计要求是：
180
，R 0.018
0.007
a
1.25m，试确定孔加工的加工方案及
工序尺寸。
解：从孔的最终要求 Ra 1.25m
T 0.018 (0.007) 0.025
可确定孔的终加工方法。
180 0.018 0.007
内孔表面加工方案及其经济精度
加工总余量与工序余量的关系
n
Z0 Z1 Z2 Zn Zi i 1
● 单边余量与双边余量
双边余量：对于外圆和孔等旋转表面而言，加工余量
是从直径上考虑的，即加工余量在直径方向上是对称
分布的，实际所切除的金属层厚度是直径上加工余量
的一半，故称为对称余量（即双边余量）。
双边余量
工序尺寸及 偏差
浮动镗
0.2
IT6 T=0.025
Φ180
180 0.018 0.007
精镗孔
0.6
IT7 T=0.04
Φ179.800 179 .800.040
半精镗孔
3.2
粗镗孔
6
毛坯孔
IT9 T=0.10 IT11 T=0.25
Φ179.200 Φ176.000
Φ168.000
179 .200.100
双边余量
轴
z1 2
50
0 0.011
z1 2
54
0 0.10
被包容尺寸
孔
z1
50
0.10 0
z1
2
54
0.011 0
2
包容尺寸
单边余量：对于平面的加工， 余量则是单边余量，它等于实 际所切除的金属层厚度。
加工余量及工序尺寸和公差的确定
加工余量及工序尺寸和公差的确定一、加工余量的确定（一）加工余量的概念加工总余量：毛坯经机械加工而达到零件图的设计尺寸，毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差，即从被加工表面上切除的金属层总厚度。
工序余量：相邻两工序的尺寸差，即在某一工序所切除的金属层厚度。
某个表面的加工余量。
与加工该表面各工序余量之间有下列的关系：(8-1)式中——加工该表面的工序数；——加工总余量；——各工序余量。
工序余量又可以分为单边余量和双边余量。
单边余量：若相邻两工序的工序尺寸之差等于被加工表面任一位置上在该工序切除的金属层厚度。
双边余量：若加工回转表面时，在一个方向的金属层被切除时，对称方向上的金属层也等量地同时被切除掉，使相邻两工序的工序尺寸之差等于被加工表面任一位置上在该工序内切除的金属层厚度的两倍。
如图8-11所示。
图8-4-1 单边余量和双边余量基本余量、最大加工余量和最小加工余量a) b)图8-4-2 基本余量、最大余量和最小余量加工余量变化的公差等于上道工序的工序尺寸公差与本工序的工序尺寸公差之和。
即(8-2)各个加工余量与相应加工尺寸的关系如图8-4-3所示。
图8-4-3 加工余量与相应加工尺寸（二）影响加工余量的因素1.上道工序加工表面（或毛坯表面）的表面质量包括表面粗糙度高度和表面缺陷层深度；2.上道工序的尺寸公差3.上道工序的位置误差4.本工序的安装误差（三）确定加工余量的方法1. 计算法此法是根据一定的资料，对影响加工余量的各项因素进行分析计算，然后综合考虑计算出来的，多用于大批大量生产，计算公式如下：对双边余量：(8-3)对单边余量：(8-4)一般取2. 查表法以工厂的实际生产经验及工艺实践积累的有关加工余量的资料数据为基础，结合具体加工方法进行适当修正而得到加工余量的方法。
3. 经验法根据工艺人员的经验来确定加工余量的方法。
二、工序尺寸和公差的确定一般情况下，加工某表面的最终工序的尺寸及公差可直接按零件图的要求来确定。
加工余量、工序尺寸及其公差的确定 共29页PPT资料
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（ ρ a ）
上道工序的工序尺寸公差（Ta）
本工序的装夹误差（ε b）
加工余量计算公式 P48
对双边余量： 对单边余量：
Z b T a 2 (H a R a) 2ab
Z bT aH aR aab
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。
3、加工余量的确定
1）分析计算法 2）查表修正法
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
Zb ab (外表面)加工 Zb ba (内表面)加工
2Zbdadb (轴 )
2Zbdbda (孔 )
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
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Fra bibliotek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。
工序尺寸
确定加工余量、工序尺寸及其公差一、基本概念在由毛坯加工成成品的过程中，毛坯尺寸与成品零件图的设计尺寸之差就称为加工总余量（毛坯余量）；即为某加工表面上切除的金属层的总厚度。
相邻两工序的工序尺寸之差，即为后一道工序所切除的金属层厚度就称为工序余量。
旋转表面加工余量是从直径上考虑的，称为对称余量（双边余量）；平面的加工余量则是单边余量。
任何加工方法加工后的尺寸都会有一定的误差，因此需要确定各种加工方法的工序尺寸公差。
为了便于加工，对工序尺寸公差带一般都规定为“入体”（指向工件材料体内）的方向，即对于被包容面（如轴、键宽），工序尺寸公差带都取上偏差为零，即加工后的基本尺寸与最大极限尺寸相等。
对于包容面（如孔、键槽宽），工序尺寸公差带都取下偏差为零，即加工后的基本尺寸与最小极限尺寸相等。
毛坯尺寸的公差带常取对称偏差标注。
A、对于被包容面工序余量Z=上工序基本尺寸-本工序基本尺寸工序最大余量=上工序最大极限尺寸-本工序最小极限尺寸工序最小余量=上工序最小极限尺寸-本工序最大极限尺寸B、对于包容面工序余量Z=本工序基本尺寸-上工序基本尺寸工序最大余量=本工序最大极限尺寸-上工序最小极限尺寸工序最小余量=本工序最小极限尺寸-上工序最大极限尺寸二、加工余量的影响因素加工余量的大小对于工件的加工质量和生产率均有较大的影响。
加工余量过大，不仅增加了机械加工的劳动量，降低了生产率，而且增加材料、工具和电力的消耗，提高了加工成本。
若加工余量过粘，则既不能消除上工序的各种表面缺陷和误差，又不能补偿本工序加工时工件的装夹误差，造成废品。
因此，应当合理地确定加工余量。
确定加工余量的基本原则是：在保证加工质量的前提下越小越好。
三、确定加工余量的方法1、查表法2、经验估算法3、分析计算法四、确定工序尺寸及其公差零件图样上的设计尺寸及其公差是经过各加工工序后得到的。
每道工序的工序尺寸都不相同，它们是逐步向设计尺寸接近的。
为了最终保证零件的设计要求，需要规定各工序的工序尺寸及其公差。
加工余量工序尺寸与工序公差的确定
加工余量工序尺寸与工序公差的确定加工余量是指在零件加工过程中为了保证零件尺寸精度而故意留下的一定尺寸余量。
而工序尺寸和工序公差的确定则是指在加工零件时，根据零件的设计要求和加工工艺，确定每个加工工序的尺寸和公差范围。
这两个问题在零件加工过程中起着非常重要的作用，对于保证零件的质量和精度具有至关重要的意义。
首先，我们来看看加工余量的作用。
在零件加工过程中，由于材料的变形、工艺的限制、加工设备的精度等因素，很难保证每个零件的尺寸都能精确到设计要求的尺寸。
因此，为了保证零件的尺寸精度，加工余量就显得非常重要了。
通过在零件尺寸上留下一定的余量，可以在后续的加工工序中进行修正，从而保证零件的最终尺寸能够达到设计要求。
同时，加工余量还可以在一定程度上弥补加工过程中可能出现的误差，提高零件的加工精度。
而工序尺寸和工序公差的确定则是在加工零件的每个工序中，根据零件的设计要求和加工工艺，确定每个工序的尺寸和公差范围。
这一步工作对于保证零件的加工精度和质量至关重要。
在确定工序尺寸和公差时，需要考虑到材料的性质、加工工艺的特点、加工设备的精度等因素。
只有合理确定了工序尺寸和公差，才能保证每个工序加工出来的零件都能满足设计要求，从而保证整个零件的质量和精度。
在实际的零件加工过程中，确定加工余量、工序尺寸和公差是一个比较复杂的工作。
首先，需要对零件的设计要求进行充分的了解和分析，明确每个尺寸的重要性和影响因素。
其次，需要对加工工艺和加工设备进行全面的评估，了解其加工精度和加工能力。
最后，需要根据实际情况，结合经验和技术，确定合理的加工余量、工序尺寸和公差范围。
在确定加工余量时，需要考虑到零件的材料、加工工艺和加工设备的精度等因素。
一般来说，对于精密零件，加工余量要尽量小，以减少修正工序的次数，提高加工效率和精度；而对于一般零件，加工余量可以适当放大，以提高加工的容错能力。
在确定工序尺寸和公差时，需要充分考虑到每个工序的加工精度和工艺特点，尽量减小工序间的误差传递，保证每个工序加工出来的零件都能满足设计要求。
加工余量和工序尺寸确定
加工的具体方案，紧紧抓住“自然形 成”这一要领。
2 ．组成环的查找
• 组成环查找的方法，从构成封闭的两表面开始，同步地按 照工艺过程的顺序，分别向前查找各表面最后一次加工的 尺寸，之后再进一步查找此加工尺寸的工序基准的最后一 次加工时的尺寸，如此继续向前查找，直到两条路线最后 得到的加工尺寸的工序基准重合（即两者的工序基准为同 一表面），至此上述尺寸系统即形成封闭轮廓，从而构成 了工艺尺寸链。
成本增加；余量小时，难以消除前工序的
各种误差和表面缺陷，甚至产生废品。因
此，应合理确定各工序的加工余量。
1）前工序的尺寸公差Ta 上工序的尺寸公差越大，本工序的余量越
大。本道工序应切除上道工序尺寸公差中包含 的各种可能产生的误差。
2）前工序留下的表面粗糙度Ra和表面缺陷层深 度Ha在本道工序中应该切除。
• 对于孔（图d）2Zb db da (孔)
• 式中 Zb—直径、半径上的加工余量；
•
da—前工序的工余尺寸（直径）；
•
db—本工序的工余尺寸（直径）。
Zi
• 图9-29 加工余量
影响加工余量的因素
•
加工余量的大小对于工件的加工质量
和生产率有较大的影响。余量大时，加工
时间增加，生产率降低，能源消耗增大，
•
在机械加工过程中，同一
工件的各有关尺寸组成的尺寸
链称为工艺尺寸链。
2 ．工艺尺寸链的特征
（ 1 ）尺寸链有一个自然形成的尺寸与 若干个直接得到的尺寸所组成。
•
图 9-33中，尺寸 A1 、 A2 是直接得到
的尺寸，而 A0 是自然形成的。其中自然形
成的尺寸大小和精度受直接得到的尺寸大
工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小
工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小，工序尺寸标注方法及定位基准的选择和变换有密切的关系。
下面阐述几种常见情况的工序尺寸及其公差的确定方法。
（一）从同一基准对同一表面多次加工时工序尺寸及公差的确定属于这种情况的有内外圆柱面和某些平面加工，计算时只需考虑各工序的余量和该种加工方法所能达到的经济精度，其计算顺序是从最后一道工序开始向前推算，计算步骤为：1 ．确定各工序余量和毛坯总余量。
2 ．确定各工序尺寸公差及表面粗糙度。
最终工序尺寸公差等于设计公差，表面粗糙度为设计表面粗糙度。
其它工序公差和表面粗糙度按此工序加工方法的经济精度和经济粗糙度确定。
3 ．求工序基本尺寸。
从零件图的设计尺寸开始，一直往前推算到毛坯尺寸，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。
4 ．标注工序尺寸公差。
最后一道工序按设计尺寸公差标注，其余工序尺寸按“单向入体”原则标注。
例如，某法兰盘零件上有一个孔，孔径为，表面粗糙度值为R a0.8 μ m （图 3-83 ），毛坯为铸钢件，需淬火处理。
其工艺路线如表 3-19 所示。
解题步骤如下：（ 1 ）根据各工序的加工性质，查表得它们的工序余量（见表 3-19 中的第 2 列）。
（ 2 ）确定各工序的尺寸公差及表面粗糙度。
由各工序的加工性质查有关经济加工精度和经济粗糙度（见表 3-19 中的第 3 列）。
（ 3 ）根据查得的余量计算各工序尺寸（见表 3-19 中的第四列）。
（ 4 ）确定各工序尺寸的上下偏差。
按“单向入体”原则，对于孔，基本尺寸值为公差带的下偏差，上偏差取正值；对于毛坯尺寸偏差应取双向对称偏差（见表 3-19 中的第5 列）。
（二）基准变换后，工序尺寸及公差的确定在零件的加工过程中，为了便于工件的定位或测量，有时难于采用零件的设计基淮作为定位基准或测量基准，这时就需要应用工艺尺寸链的原则进行工序尺寸及公差的计算。
1 ．测量基准与设计基准不重合在零件加工时会遇到一些表面加工后设计尺寸不便于直接测量的情况。
加工余量、工序尺寸与工序公差的确定
加工余量、工序尺寸与工序公差的确定在工业制造中，加工余量、工序尺寸和工序公差的确定是非常重要的步骤。
这些参数的正确选择可以确保产品的质量和性能，并影响到生产效率和成本。
首先，加工余量是指在设计尺寸基础上增加的一小部分尺寸，以确保在加工过程中获得所需的精度和质量。
加工过程中，由于材料的变形、磨损和切削力产生的误差，零件的尺寸会发生变化。
因此，设计时要考虑到这些因素，给零件留出足够的加工余量，以实现最终尺寸的精确控制。
加工余量的确定需要综合考虑材料特性、加工方式和设备精度等因素，通常会根据经验进行选择。
其次，工序尺寸是指在工序中所需要的具体尺寸。
它根据产品的功能要求和设计要求来确定。
在制造过程中，通常会有多个工序，每个工序都有自己的尺寸要求。
工序尺寸的确定需要考虑到产品的装配、安装和使用等方面的要求，确保工序之间的配合和相互连接的准确度。
同时，还要考虑到不同材料的热胀冷缩系数，以保证产品在各种环境条件下的稳定性。
最后，工序公差是指在制造过程中允许的尺寸偏差范围。
由于加工方法和设备的限制，零件的尺寸不可能完全精确符合设计要求。
因此，在每个工序中都要设置一定的公差。
公差的确定需要综合考虑产品的功能要求、装配要求和材料的可变性等因素。
公差的范围决定了工序的控制难度和生产效率，范围过大会影响产品的精度和质量，范围过小会增加制造成本和难度。
综上所述，加工余量、工序尺寸和工序公差是工业制造中至关重要的参数。
它们的合理选择对于确保产品质量、提高生产效率和降低生产成本具有重要意义。
在确定这些参数时，需要考虑到材料特性、加工方式、设备精度、产品功能要求和装配要求等因素，并结合经验和实际情况进行综合分析和决策。
只有在合适的条件下，才能达到最佳的加工效果和产品性能。
加工余量、工序尺寸和工序公差是工业制造中重要的三个参数。
它们的选择直接影响产品的质量、性能和生产效率。
在制造过程中，合理确定这些参数非常关键，需要综合考虑多种因素。
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一、加工余量的概念
本工序加工后 应达到的尺寸
1．工序余量 相邻两工序的工序尺寸之差称为工序余 量。 非对称表面：单边余量（P227图5-11） 回转体表面：双边余量
2．加工总余量（也称毛坯余量） 各个工序余量的总和。
二、确定加工余量的方法
1．经验估计法 只适用于单件小批生产。
2. 查表修正法
此法应用最广泛。 3. 计算法 根据有关计算公式计算确定加工余量， 此法最准确，但是由于难以获得齐全可 靠的数据资料，所以一般很少应用。
三、确定工序尺寸及其公差
1．基准重合时，工序尺寸及其公差的计算
1）确定毛坯总余量和各工序余量 2）确定各工序尺寸 3）按”入体原则“确定各工序的尺寸公差 4）标注各工序、尺寸公差及表面粗糙度值
技能练习
小 结：
本次课我们主要介绍了加工余量、工序 尺寸及其公差的确定。通过本次课的学习， 希望同学们学会如何查表确定加工余量及 计算工序尺寸、公差。
课后作业：
教材P105 12题
下次课内容
下次课我们将介绍基准不重合时的 工序尺寸及其公差的计算，请同学们课 后有时间可以先看下P99-102内容
其余
G
E
B
E
C
G
B
D
技术要求 1.调质处理表面硬度220-250HBS; 2.两端中心孔B3.15/10粗糙度Ra=3.2; 3.全部倒圆角R1； 4.全部倒角C1； 5.未注尺寸公差IT12；
输出轴
设计 绘图 审阅
比例 数量
1:1 1
图号 材料
45 钢
广西电力职业技术学院
复习：
1. 机械加工工序安排的原则？ 2.工序集中和工序分散的特点？
“十六字原则”
基准先行 先粗后精 先主后次 先面后孔
P 98~
教学目标
一、理解加工余量、工序尺寸的 含义； 二、会查表确定工序余量，计算 工序尺寸及公差
毛坯 Φ50×160
粗车
半精车
铣
磨
去毛刺
一、加工余量的概念
加工余量是指从毛坯到合格成品的过
孔：上偏差取正值，下偏差取0 轴：上偏差取0，下偏差取负值 毛坯：取对称公差
三、确定工序尺寸及其公差
2．基准不重合时，工序尺寸及其公差的计 算 当工序基准或定位基准与设计基准不 重合时，需要借助工序尺寸链来分析计 算工序尺寸及公差。
例题
轴：粗车、调质、半精车、磨外圆 利用查表法确定各工序余量和毛坯尺寸。 孔：粗镗、半精镗、精镗
已修 正
技能练习
某轴直径尺寸为φ50（ 0-0.016） mm （精度IT6），粗糙度为Ra0.8μm。若采用 加工方法为：粗车、半精车、粗磨、精磨。 试确定各加工工序的工序尺寸及公差。
技能练习
1.用查表法确定加工余量 由工艺手册查得：精磨余量—0.1mm，粗磨余量—0.3mm，半精车余 量— 1.1 mm，粗车余量— 4.5 mm。 2.计算各工序基本尺寸 精磨基本尺寸为50mm，粗磨基本尺寸为50+0.1=50.1mm，半精车 基本尺寸为50.1+0.3=50.4mm，粗车基本尺寸 为50.4+1.1=51.5mm，毛坯基本尺寸为51.5+4.5=56mm。 3.确定各工序加工精度和表面粗糙度 查有关表格可确定：精磨精度--IT6，Ra0.4μm，粗磨精度--IT8， Ra1.6μm，半精车精度--IT11，Ra3.2μm，粗车精度--IT13， Ra12.5μm，锻件毛坯公差为±2 mm。 4.根据经济加工精度查公差表，并将公差按"入体原则"标注在工序基 本尺寸上。