工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小

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工序余量与工序尺寸及其公差的关系余量公差

b
的影响。为保证本工序能切除上工序留在加工表面上的表
面粗糙度缺陷层，本工序应设置的工序余量值为：
对于单边余量： Zb Ta Rz Ha ea b 对于双边余量： 2Zb Ta 2(Rz Ha ) 2 ea b
二、加工余量的确定确定加工余量有计算法、查表法和经验估计法等三种方法，分述如下： 1．计算法在掌握上述各影响因素具体数据的条件下，用计算法确定加工余量是比较科学的；可惜的是,目前所积累的统计资料尚不多，计算有困难，此法目前应用较少。
1 2
97-5=92.0
9212
定位基准或工序基准与设计基准不重合时工序尺寸及其公差的确定（要通过尺寸链计算，下一章讲述）。
例：
正确规定加工余量的数值是十分重要的，加工余量规定得过大，不仅浪费材料而且耗费机时、刀具和电力；
但加工余量也不能规定得过小，如果加工余量留得过小，则本工序加工就不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷层，因而也就没有达到设置这道工序的目的。
（二）影响加工余量的因素为了合理确定加工余量，必须深入了解影响加工余量的各项因素。影响加工余量的因素有以下四个方面：
由于工序尺寸有偏差，各工序实际切除的余量值是变化的，故工序余量有：
公称余量（简称余量）；最大余量和最小余量。例：
工序余量与工序尺寸及其公差的关系
余量公差：Tz=Zmax-Zmin=Ti+Ti-1 例：

1-4 加工余量、工序间尺寸及公差的确定

1.时间定额的组成
（4）休息与生理需要时间tr（单位： min）
休息与生理需要时间=工序作业时间×β %
上述四部分的时间之和称为单件工时，即
tp tm ta ts tr ( tm ta ) 1 100
1.时间定额的组成
（5）准备与终结时间tsu（单位：min）
五、切削液的选择
1.切削液的作用（1）冷却作用（2）润滑作用（3）清洗作用
五、切削液的选择
2.切削液的种类（1）水溶液（2）乳化液（3）切削油
3.切削液的选用
(1) 按加工性质选用： 1) 粗加工时，应选用以冷却为主的水溶液或乳化液； 2) 精加工时，应选用润滑为主的极压切削油或高浓度的极压乳化液。 3) 钻削、铰削、拉削和深孔加工时，应选用粘度较小的极压水溶液、极压乳化液和极压切削油，并应加大流量和压力。
表14-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm）
工序名称
磨削精车粗车毛坯
工序余量
工序经济加工精度
工序基本尺寸
工序尺寸及偏差 Φ25.0 0 -0.021
0.3 IT7
0.021 25.00
0.8 IT10 0.084 25+0.3=25.3 1.9 IT12 0.210 25.3+0.8=26.1 3.0 IT14 1.0 26.1+1.9=28.0 Φ 28 ±0.5

14-4 加工余量、工序间尺寸及公差的确定

在选择时应尽量采用标准刀具。
43
共51页
4.量具的选择
量具的选择主要根据生产类型和要求的检验精度进行。
对于尺寸误差： 1）在单件小批生产中，广泛采用通用量具（游标卡尺、千分尺等）； 2）成批生产多采用极限量规； 3）大量生产多采用自动化程度高的量仪，如电动或气动量仪等。对于形位误差： 1) 在单件小批生产中，一般采用通用量具（百分表，千分表等），也有采用三坐标测量机的； 2）在成批大量生产中，多采用专用检具。
Zmin=Ta/2+Ry (4)有的仅用于减小工件表面粗糙度值，其余量计算公式可简化为
Zmin=Ry
29
共51页
二、加工余量的确定
2. 查表法
此法主要以工厂生产实践和实验研究积累的经验所制成的表格为基础，并结合实际加工情况加以修正，确定加工余量。这种方法方便、迅速，生产上应用广泛。
30
共51页
切削液）
46
共51页
（一）、切削液的选择
3.切削液的选用
(1) 按加工性质选用
1) 粗加工时，应选用以冷却为主的水溶液或乳化液； 2) 精加工时，应选用润滑为主的极压切削油或高浓度的极压乳化液。 3) 钻削、铰削、拉削和深孔加工时，应选用粘度较小的极压水溶液、极压乳化液和极压切削油，并应加大流量和压力。
要针对具体的加工方法进行简化。

工序余量与工序尺寸及其公差的关系余量公差

例：
正确规定加工余量的数值是十分重要的，加工余量规定得过大，不仅浪费材料而且耗费机时、刀具和电力；
但加工余量也不能规定得过小，如果加工余量留得过小，则本工序加工就不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷层，因而也就没有达到设置这道工序的目的。
（二）影响加工余量的因素为了合理确定加工余量，必须深入了解影响加工余量的各项因素。影响加工余量的因素有以下四个方面：
b
的影响。为保证本工序能切除上工序留在加工表面上的表
面粗糙度缺陷层，本工序应设置的工序余量值为：
对于单边余量： Zb Ta Rz Ha ea b 对于双边余量： 2Zb Ta 2(Rz Ha ) 2 ea b
二、加工余量的确定确定加工余量有计算法、查表法和经验估计法等三种方法，分述如下： 1．计算法在掌握上述各影响因素具体数据的条件下，用计算法确定加工余量是比较科学的；可惜的是,目前所积累的统计资料尚不多，计算有困难，此法目前应用较少。
3．Ta 值没有包括的上工序留下的空间位
置误差 e a
工件上有一些形状误差和位置误差是没
有包括在加工表面的工序尺寸公差范围之内
的。在确定加工余量时，必须考虑它们的影
响，否则本工序加工将无法全部切除上工序
留在加工表面上的表面粗糙度和缺陷层。
4．本工序的装夹误差 b
如果本工序存在装夹误差 b（包括定位误差、夹紧误差），则在确定本工序加工余量时还应考虑

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、

加工余量与工序尺寸

工序尺寸的精度要求越高，所需的加工余量就越大，同时对加工设备和工艺方法的要求也越高。
工序尺寸对加工余量的要求
优化加工余量和工序尺寸是提高加工效率和降低成本的关键。
在实际生产中，需要根据工件的材料、结构、性能要求以及生产条件等因素综合考虑，选择合适的加工余量和工序尺寸，以达到最佳的加工效果和经济效益。
加工方法
材料的硬度、韧性、热处理状态等对加工余量有影响，硬度高、韧性好的材料加工余量一般较大。
材料性质
对工件表面质量要求越高，所需的加工余量一般越小。
表面质量要求
机床精度、刀具磨损、夹具误差等都会影响加工余量的大小。
设备与工具状态
加工余量的影响因素
02
工序尺寸确定
基准面与设计尺寸
基准面
在加工过程中，选择一个或多个作为基准的表面，以确保加工的准确性和稳定性。基准面应具有较高的平面度和稳定性，以减小加工误差。
03
提高生产效率
适当增大加工余量可以减少加工次数，提高生产效率。
01
控制加工精度
加工余量的合理分配可以减小工件尺寸误差，提高加工精度。
02
保证工艺可行性ຫໍສະໝຸດ Baidu
在某些加工过程中，必须保留一定的加工余量才能保证工件的质量和工艺可行性。
加工余量的作用
不同的加工方法对加工余量的影响不同，例如铣削、磨削、钻孔等加工方法的余量标准各异。

机械制造工艺-加工余量、工序尺寸及公差

称为尺寸链。例：铣阶梯表面（图4－24）
1、尺寸链的分类：设计尺寸链、工艺尺寸链、装配尺寸链
等；又可分为直线尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链等；长度、角度尺寸链等。 2、尺寸链的构成：
1）尺寸环——尺寸链中的每一个尺寸称为尺寸链的环。
2）封闭环——间接获得的尺寸。例如：装配中的间隙，加工中非直接测量尺寸，设计中的相关尺寸等。
图1－54、55、56、57、58、59、60
（二）减少t辅 1、夹具，机床操作自动化等。
2、与t基重叠。多工位——t（装卸）重叠于t基。自动在线测量。（图1－61、62、63、64）
（三）减少t布置换刀机构，对刀机构，不重磨刀片，提高刀具耐用度等。（四）减少t准终
加大生产批量，减少刀具、夹具、机床调整时间。
p1
qm1
EIP——增环下偏差 ESq——减环上偏差 m——增环环数
二、直线尺寸链在工艺过程中的应用（一）工艺基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算。 1、测量基准与设计基准不重合，图1-43。
设计基准：孔Ⅲ－Ⅳ中心距离，127±0.07 。
测量基准：孔Ⅲ －Ⅳ的内侧母线距离，L2 。
工艺过程中的测量方法：游标卡尺测量
ESq 0.035
∴L2=18
+0.035 0
检验： L0max=L1max － L2min=30 －

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是制造过程中非常重要的环节。这些参数的正确选择可以确保产品的质量和性能符合设计要求，同时也可以提高生产效率和减少成本。

首先，加工余量是指工件的最终尺寸与设计尺寸之间的差值。加工余量的大小会直接影响到零件的相对尺寸和形状。通常情况下，在加工过程中需要保留适当的加工余量，以确保加工后的尺寸与设计要求相符。加工余量的选择需要考虑材料的收缩率、热胀冷缩等因素，并结合加工方法和机械设备的精度要求进行确定。

其次，工序尺寸是指在制造过程中每个工序中所需达到的尺寸要求。在多道工序的加工中，每个工序所要求的尺寸有时会与前后工序有关。因此，确定工序尺寸时需要考虑工序之间的配合要求，以确保各工序之间的相互协调和流畅。

最后，工序公差是指在加工过程中允许的尺寸偏差范围。工序公差可以直接影响到产品的装配性能、运转精度和可靠性。确定工序公差时需要综合考虑产品的功能要求、装配及使用条件、工艺能力等因素。通常情况下，工序公差需要在确保产品质量和性能的前提下尽量缩小，以提高生产效率和降低成本。

总而言之，加工余量、工序尺寸和工序公差的确定是制造过程中十分重要的环节。正确选择和确定这些参数，可以确保产品符合设计要求，同时提高生产效率和降低成本。因此，在进行加工过程中，工程师和技术人员需要综合考虑多种因素，并依

据实际情况进行合理的确定。加工余量、工序尺寸与工序公差的确定是制造过程中非常重要的环节。这些参数的正确选择可以确保产品的质量和性能符合设计要求，同时也可以提高生产效率和减少成本。

加工余量及工序尺寸解读

各组成环公差之和等于封闭环的公差，计算无误。
实例1: 如图零件，两端面已加工完毕，加工孔
底面C时，要保证尺寸，因该尺寸不便测量，试标出测量尺寸？ (要求：画出尺寸链图并判断各组成环)
实例2:
实例3:
实例4:
实例5:假设A1＝100±0.03
例子3，4，5结论：
已知组成环公差之和小于封闭环公差：合理已知组成环公差之和大于或者等于封闭环公差：不合理
A1
A1
设计基准
A2
A1
A2
A3
定位基准
A1 －称为基准不重合误差若要满足加工精度必须有： A2 A1
2.2、基准不重合的计算
2.2、基准不重合的计算
零件，两端面已加工完毕，加工孔底面C时，要保证尺寸，因该尺寸不便测量，如何定出底面C测量尺寸
2.2、基准不重合的计算
扩
0.85
IT10(0.07)
15-0.15=14.85
钻
14
自由公差
14.85-0.85=14
Ф 14
2.2、基准不重合的计算
基准不重合 : 当零件加工过程中多次转换工艺基准，引起测量基准、定位基准或工序基准与设计基准不重合时，需利用工艺尺寸链原理进行工序尺寸及其公差的计算
2.2、基准不重合的计算
1.3、加工余量的确定

机械加工工艺-加工余量、工序尺寸及公差

例题：某轴直径φ50mm，其尺寸精度为IT5,表
面粗糙度为Ra0.04μm,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，计算轴的各工序尺寸及公差解:
加工余量：由工艺手册确定。工序尺寸：研磨工序尺寸即零件的设计尺寸50-0.011 、Ra0.04μm
差的选择与标注按：公差等级、配合种类来确定上下偏差）。
工序余量示意图（图1-40） 1）轴类尺寸，毛坯 2）孔类尺寸：毛坯：
2.影响加工余量的因素： 1)上工序的尺寸公差参看图4-21（工序1
余量与毛坯精度有关） 2)上工序的粗糙度Ry和缺陷层Ha（表4-10） 3)上工序的空间误差ea（形状位置误差）
求：本工序工序尺寸L2（渗碳深度）分析：渗碳层保留深度L0 —单边值（图面尺寸）
渗碳深度L2—单边值。按尺寸链图，代入公式求解得：L2=0.7＋0.025
＋0.008Hale Waihona Puke Baidu
（四）、余量校核各工序中加工余量由查表及经验确定。因为各工序尺寸的公差存在，实际余量是变化的。例图1-49，
1、工艺路线 1）精车A面，由B处切断。 2）以A面定位，精车B面。 3）以B面定位，磨A面。 4）以A面定位，磨B面。
时间定额和提高生产率的途径
一、时间定额
1、概念（工时定额）

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：

加工余量工序尺寸与公差

计算工序尺寸 Li-1 =Li + Z i 精磨 50mm＋0.01mm=50·01mm 粗磨 50.01mm+0.1mm=50.01mm 半精车 50.11mm＋0.3mm=50.4lmm 粗车 50．4lmm＋1．lmm=51.51mm 毛坯 51.51mm十4.49mm=56mm
粗车-半精车-高频淬火-粗磨-精磨-研磨。
加工余量工序尺寸与公差间的关系
1、加工余量概念 2、加工余量确定 3、工序尺寸与公差的确定
1、加工余量的概念
加工总余量（毛坯余量）与工序余量加工总余量：毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。工序余量：每一工序所切除的金属层厚度。相邻工序基本尺寸之差。
加工总余量和工序余量的关系可用下式表示：
士2
51.51+4.49=56 Φ56 士 2
（工序尺寸一律按入体原则标注；毛坯按双向公差标注）
磨端面
1.7～15
15～35
精车内外圆 5～40
30～40
磨平面
1.5～15
20～30
粗车端面
15～225
40～60
粗刨
15～100
40～50
精车端面
5～54
30～40
精刨
5～45
25～4O
钻
45～225
40～60
粗插
25～100

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，

23J 3.5加工余量工序尺寸

表3.16 工序尺寸和公差的列表确定法
3.6 工艺尺寸链 3.6.1 尺寸链的基本概念 1．尺寸链的内涵和特征在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形
成封闭的尺寸组称为尺寸链。按照功能的不同，尺寸链可分为装配尺寸链和工艺尺寸链两大类。
工艺尺寸链示例（图3.33）：工件A、C面已加工好，现以A面定位用调整法加工B面，要求保证B、C面距离A0
所示，可表示为： Z i li1 li
（3.4）
图3.28 单边余量与双边余量
零件表面结构对称的加工余量，一般为双边余量，如图3.28b所示，
可表示为： 2Zi li1 li
回转体表面（如内、外圆柱面）的加工余量为双边余量，对于外圆
表面图3.28c有 :
2 Z i d i1 d i
对于内圆表面（见图3.28d）有：2 Zi Di Di1
0.05 A
C
B
0.1 C
A2 A0 a1 a0
A a)
b)
c)
图3.33 工艺尺寸链
图示尺寸链中，尺寸A0是加工过程间接保证的，因而是尺寸链的封闭环；尺寸A1和A2是在加工中直接获得的，因而是尺寸链的组成环。其中， A1为增环， A2为减环。尺寸链方程为： A0 A1 A2
按尺寸链各尺寸环的几何特征和所处的空间位置，尺寸链可分为直线尺寸链、角度尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。

加工余量、工序尺寸及其公差的确定

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、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（ρa）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。
工序尺寸及其公差的确定实例1
（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=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
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。

加工余量、工序尺寸与工序公差的确定

1.6
半精镗
1.5 H11(00.19大1粗).孔余头5镗m3，量孔m.2余确为为量4定剖.65：大1分.m2-m头0孔.，7=孔，6毛0.的5定坯直为尺径6寸0总.500.19 60.500.15
3.2
粗镗
2
H12(00.44) .偏56差-.31为.5-60010..5..-5771.-5=059.3-0.0509030.=4 2 5900.4
Zmin Ry H a (单边)
Zmin 2(Ry H a )(双边)
5.4.2确定加工余量的方法
4）对于抛光，仅用于提高表面粗糙度，因此
Zmin 2Ry (双边) Zmin Ry (单边)
5.4.2确定加工余量的方法
2.查表法
根据《机械加工工艺手册》提供的资料查出各表面的总余量及不同加工方法的工序余量，方便迅速，使用广泛。
Zmin Ta 2(Ry H a )
5.4.2确定加工余量的方法
1.分析计算法
2）无心磨床磨外圆时无装夹误差，公式可简化为：
Zmin Ta 2(Ry H a ) 2 | a |
砂轮工件
导轮
托板
5.4.2确定加工余量的方法
3）精密加工方法如研磨、珩磨、超精加工等，加工时仅去掉上工序留下的加工痕迹，公式可简化为：
)
0.4
设计要求