第12章 毛坯尺寸公差与机械加工余量

（1）用公差代号统一标注。例如：“一般公差 GB/T 6414-CT12”。
表 12-5 毛坯铸件典型的机械加工余量等级
要求的机械加工余量等级
方法
铸件材料
钢
灰铸铁
球墨铸铁
可锻铸铁
铜合金
砂型铸造 手工造型
G～K
F～H
F～H
F～H
F～H
砂型铸造 机器造型和壳型
F～H
E～G
E～G
E～G
E～G
锌合金 F～H E～G
械加工余量等级。要求的机械加工余量应按下列方式标注在图样上。
（1）用公差和要求的机械加工余量代号统一标注。例如 :对于轮廓最大尺寸在 400mm～
630mm 范围内的铸件，要求的机械加工余量等级为 H，要求的
机 械 加 工 余 量 值 为 6mm( 同 时 铸 件 的 一 般 公 差 为 GB/T
6414-CT12)为“GB/T 6414-CT12-RMA6(H)”，也可以在图样上直 接标注经计算后得出的尺寸值。
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范围内选取。
铸件某一部位在铸态下的最大尺寸应不超过成品尺寸与要求的加工余量及铸造总公差之
和(图 12-1、图 12-3 和图 12-4)。
2．要求的机械加工余量等级要求的机械加工余量等级有 10 级，称为 A、B、C、D、E、
F、G、H、J 和 K 级，其中 A、B 级仅用于特殊场合。表 12-4 列出了 C～K 级的机械加工余
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第 12 章 毛坯尺寸公差与机械加工余量
12.1 铸件尺寸公差与机械加工余量
(摘自 GB/T 6414-1999)
12.1.1 基本概念 1．铸件基本尺寸 机械加工前的毛坯铸件的尺寸，包括必要的机械加工余量（图 12-1）。
图 12-1 尺寸公差与极限尺寸
3.0
4.4
16
25
0.30 0.42 0.58 0.82 1.2
1.7
2.4
3.2
4.6
6
25
40
0.32 0.46 0.64 0.9
1.3
1.8
2.6
3.6
5
7
40
63
0.36 0.50 0.70
1
1.4
2
2.8
4
5.6
8
63
100
0.40 0.56 0.78 1.1
1.6
2.2
3.2
4.4
6
9
图 12-6 一端镦锻示意图
图 12-7 两端镦锻示意图
（2）锻件形状复杂系数 S。锻件形状复杂系数是锻件质量 mf 与相应的锻件外廓包容体 质量 mN 之比
S = mf / mN
锻件外廓包容体质量 mN 为以包容锻件最大轮廓的圆柱体或长方体作为实体的计算质 量，图 12-8 和图 12-9 分别为圆形锻件和非圆形锻件的外廓包容体示意图。
级
表 12-2 小批量生产或单件生产的毛坯铸件的公差等级
方法
造型材料
砂型铸造 手工造型
黏土砂 化学 黏结剂砂
钢 13～15
12～14
灰铸铁 13～15
11～13
公差等级 CT
铸件材料
球墨铸铁
可锻铸铁
13～15
13～15
11～13
11～13
铜合金 13～15
10～12
轻金属合金 11～13
10～12
注：表中的数值一般适用于大于 25mm 的基本尺寸。对于较小的尺寸，通常能经济实用地保证下列较细的公差；
2.对于不超过 16mm 的尺寸，不采用 CT13～CT16 的公差，对于这些尺寸应标注个别公差
除非另有规定，公差带应相对于基本尺寸对称分布，即一半在基本尺寸之上，一半在基 本尺寸之下（图 12-1）。
12.1.4 要求的机械加工余量 1．除非另有规定，要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件，即对所有需机械加工的 表面只规定一个值，且该值应根据最终机械加工后成品铸件的最大轮廓尺寸，在相应的尺寸
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12.2.3 技术内容 1．确定锻件公差和机械加工余量的主要因素 （1）锻件质量 mf。锻件质量的估算按下列程序进行： 零件图基本尺寸→估计机械加工余量→绘制锻件图→估算锻件质量，按此质量查表确定 公差和机械加工余量。 局部成形的平锻件，当一端镦锻时只计入墩锻部分质量（图 12-6）。两端均镦锻时，分 别计算镦锻部分质量。当不成形部分长度小于该部分直径两倍时应视为完整锻件(图 12-7)。
图 12-5 要求机械加工余 量在特定表面上的标注
（2）如果需要个别要求的机械加工余量，则应标注在图样的特定表面上（图 12-5）。
12.2 锻件尺寸公差与机械加工余量
(摘自 GB/T12362-2003)
12.2.1 范围 本标准适用于模锻锤、热模锻压力机、螺旋压力机和平锻机等锻压设备生产的结构钢锻 件。其他钢种的锻件亦可参照使用。 本标准适用于质量小于或等于 250kg、长度(最大尺寸)小于或等于 2500mm 的锻件。 12.2.2 公差及机械加工余量等级 （1）本标准中公差分为两级：普通级和精密级。 普通级公差适用于一般模锻工艺能够达到技术要求的锻件。 精密级公差适用于有较高技术要求，但需要采取附加制造工艺才能达到的锻件。精密级 公差可用于某一锻件的全部尺寸，也可用于局部尺寸。 平锻件只采用普通级。 （2）机械加工余量只采用一级。
图 12-2 单侧作机械加工 RMA 示意图
图中 R 为铸件毛坯的基本尺寸；F 为最终机械加工后的尺寸；CT 为铸件公差。
2．尺寸公差 允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的
绝对值；也等于上偏差与下偏差之代数差的绝对值。
3．要求的机械加工余量(RMA) 在毛坯铸件上为了随后可用机械加工方法去除铸造对
量数值。推荐用于各种铸造合金和铸造方法的 RMA 等级列在表 12-5 中，仅作为参考。
表 12-4 要求的铸件机械加工余量(RMA)
/mm
最大尺寸①
要求的机械加工余量等级
大于
至
C
D
E
F
G
H
J
K
40
0.2
0.3
0.4
0.5
0.5
0.7
1
1.4
40
63
0.3
0.3
0.4
0.5
0.7
1
1.4
2
63
100
铸件的尺寸公差可由表 12-3 查出。
12.1.3 公差带的位置
表 12-3 铸件尺寸公差
/mm
毛坯铸件基本尺寸/mm
铸件尺寸公差等级 CT
大于
至
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
10
0.26 0.36 0.52 0.74
1
1.5
2
2.8
4.2
10
16
0.28 0.38 0.54 0.78 1.1
1.6
2.2
0.4
0.5
0.7
1
1.4
2
2.8
4
100
160
0.5
0.8
1.1
1.5
2.2
3
4
6
160
250
0.7
1
1.4
2
2.8
4
5.5
8
250
400
0.9
1.3
1.4
2.5
3.5
5
7
10
400
630
1.1
1.5
2.2
3
4
6
9
12
注：机械加工后铸件的最大轮廓尺寸
12.1.5 在图样上的标注 1．铸造公差的标注 主要有统一标注及个别标注两种。
图 12-8 圆形锻件外廓包容体示意图
图 12-9 非圆形锻件外廓包容体示意图 300
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圆形锻件计算质量公式为
mN
=
π d
2
hρ
4
式中： ρ ——钢材密度，7.85g/cm3。
(12-4)
非圆形锻件计算质量公式为
mN = lbhρ
(12-5)
根据 S 值的大小，锻件形状复杂系数分为 4 级。
图 2-10 圆盘或法兰件示意图
图 12-11 平锻件示意图
③平锻件冲孔深度大于直径 1.5 倍时，形状复杂系数提高一级。
（3）锻件材质系数 M。锻件材质系数分为 M1 和 M2 两级。 M1 级：最高含碳量小于 0.65%的碳素钢或合金元素总含量小于 3%的合金钢。 M2 级：最高含碳量大于或等于 0.65%的碳素钢或合金元素总含量大于或等于 3%的合金 钢。
金属表面的影响，并使之达到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而留出的金属余量。单侧
作机械加工时，如图 12-2 所示，RMA 与铸件其他尺寸之间的关系由公式（12-1）表示。对
圆柱形的铸件部分或在双侧机械加工的情况下，RMA 应加倍。例如，图 12-3 所示外圆面作
机械加工时，RMA 与铸件其他尺寸之间的关系可由公式（12-2）表示；而与图 12-4 所示内
公差等级 CT
铸件材料
球墨铸铁
可锻铸铁
11～14
11～14
8～12 8～10
8～12 8～10
7～9 4～6
铜合金 10～13
8～10 8～10 6～8 5～8 4～6
锌合金 10～13
8～10 7～9 4～6
注：表中所列的公差等级是指在大批量生产下，且影响铸件尺寸精度的生产因素已得到充分改进时铸件通常能够达到的公差等
①Ra>1.6 μm ； ②Ra≤1.6 μm 。
2．锻件公差主要有以下几种： （1）长度、宽度和高度尺寸公差。
①长度、宽度和高度尺寸公差是指在分模线一侧同一块模具上沿长度、宽度、高度方向 上的尺寸公差（图 12-13）。
图 12-13 长度、宽度和高度尺寸公差示意图
图中： l 为长度方向尺寸；b 为宽度方向尺寸；h 为高度方向尺寸；f 为落差尺寸；t 为
（4）锻件分模线形状。锻件分模线形状分为以下两类:
①平直分模线或对称弯曲分模线[图 12-12(a)、图 12-12(b)]；
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②不对称弯曲分模线[图 12-12(c)]。
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图 12-12 分模线形状示意图
（5）零件表面粗糙度。零件表面粗糙度是确定锻件加工余量的重要参数。按 Ra 数值大 小分为两类：
100
160
0.44 0.62 0.88 1.2
1.8
2.5
3.6
5
7
10
160
250
0.50 0.72
1
1.4
2
2.8
4
5.6
8
11
250
400
0.56 0.78 1.1
1.6
2.2
3.2
4.4
6.2
9
12
400
630
0.64 0.9
1.2
1.8
2.6
3.6
5
7
10
14
注:1.在等级 CT4～CT13 中对壁厚采用粗一级公差；
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金属型铸造
D～F
D～F
D～F
D～F
D～F
压力铸造
B～D
B～D
熔模铸造
E
E
E
E
（2）如果需要在基本尺寸后面标注个别公差。例如：“95 士 3”或“ 200+−53 ”。
2．机械加工余量的标注
应在图样上标出需机械加工的表面和要求的机械加工余量值，并在括号内标出要求的机
跨越分模线的厚度尺寸。 此类公差根据锻件基本尺寸、质量、形状复杂系数以及材质系数查表 12-6 确定。 ②孔径尺寸公差。孔径尺寸公差按孔径尺寸由表 12-6 确定公差值，其上下偏差按+1/4，
-3/4 比例分配。 ③落差尺寸公差。落差尺寸公差是高度尺寸公差的一种形式(如图 12-13 中的 f )，其数
1.基本尺寸≤10mm：精三级；
2.10mm<基本尺寸≤16mm：精二级；
3.16mm<基本尺寸≤25mm：精一级
296
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对于大批量重复生产方式，有可能通过精心调整和控制型芯的位置达到比表 12-1 所示 更精的公差等级。
在用砂型铸造方法作小批量和单个铸件生产时，通过采用金属模样和研制开发装备及铸 造工艺来达到小公差的做法通常是不切实际且不经济的。表 12-2 给出了适用于这种生产方 式的较宽的公差。
腔作机械加工相对应的表达式为式（12-3）
R=F+RMA+CT/2
（12-1）
R=F+2RMA+CT/2
（12-2）
R=F-2RMA-CT/2
（12-3）
295
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12.1.2 公差等级 铸件公差有 16 级，代号为 CT1～CT16，常用的为 CT4～CT13，表 12-1 和表 12-2 列出 了各种铸造方法通常能够达到的公差等级。
S1 级(简单):0.63＜S≤1；
S2:级(一般):0.32＜S≤0.63；
S3 级(较复杂):0.16＜S≤0.32；
S4 级(复杂):0＜S≤0.16。 特殊情况：
1 当锻件形状为薄形圆盘或法兰件(图 12-10)，且圆盘厚度和直径之比 t/d≤0.2 时，采
用 S4 级； ②当平锻件 t1/d1≤0.2 或 t2/d2≥4 时(图 12-11)，采用 S4 级；
图 12-3 外圆面作机械加工 RMA 示意图
图 12-4 内腔作机械加工 RMA 示意图
表 12-1 大批量生产的毛坯铸件的公差等级
方法
砂型铸造
手工造型
砂型铸造
机器造型和壳型
金属型铸造
压力铸造
熔模
水玻璃
铸造
硅溶胶
钢 11～14 8～12
7～9 4～6
灰铸铁 11～14
8～12 8～10
7～9 4～6
值比相应高度尺寸公差放宽一档，上下偏差值按士 1/2 比例分配。 （2）厚度尺寸公差。厚度尺寸公差指跨越分模线的厚度尺寸的公差(如图 12-13 中的 t)。