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

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：ρ—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R a1.6，机械加工余量从余量表查得；粗糙度高于R a1.6，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

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

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）

大于至

大于0 63 100 140 200

至63 100 140 200 280

25 2.0 －－－－

25 40 2.0 2.6 －－－

40 63 2.0 2.6 3.0 －－

63 100 2.5 3.0 3.0 4.0 －

100 160 2.6 3.0 3.4 4.0 4.6

160 250 3.0 3.0 3.4 4.0 4.6 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）

锻件重量

(kg)

磨削加工精度

一般加工精度锻件形状复

杂系数

S1S2S3S4

锻件单边余量（mm）

厚度(直径) 水平方向

方向

大于0 315 400 630 800 1250 1600

大于至至315 400 630 800 1250 1600 2500 0 0.4 1.0～1.5 1.0～1.5 1.5～2.0 2.0～2.5

0.4 1.0 1.5～2.0 1.5～2.0 1.5～2.0 2.0～2.5

2.0～

3.0

1.0 1.8 1.5～

2.0 1.5～2.0 1.5～2.0 2.0～2.7

2.0～

3.0

1.8 3.2 1.7～

2.2 1.7～2.2 2.0～2.5 2.0～2.7

2.0～

3.0 2.5～

3.5

3.2 5.0 1.7～2.2 1.7～2.2 2.0～2.5 2.0～2.7

2.5～

3.5 2.5～

4.0

5.0 10.0 2.0～2.5 2.0～2.5 2.0～2.5 2.3～3.0 2.5～ 2.7～ 3.0～