(完整版)毛坯材料的选择及其加工余量确定
加工余量的确定
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。
第2章 毛坯及余量
第2章 毛坯及余量2.1毛坯的加工余量2.1.1加工余量的基本概念加工余量是指加工过程中从加工表面切去的材料厚度。
加工余量主要分为工序余量和加工总余量两种。
（1）工序余量工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差，即在一道工序中从某一加工表面切除的材料厚度。
对于非对称的加工表面（如图2-1a 、b 所示的平面），加工余量是单边余量，它等于实际切除材料的厚度。
对于外表面： Z i =l i －1－l i 对于内表面： Z i = l i －l i －1 式中 Z i ——本工序的加工余量； l i －1——上工序的工序尺寸； l i ——本工序的工序尺寸。
对于内孔、外圆等回转表面（如图2-1c 、d 所示），其加工余量是双边余量，即相邻两工序的直径差。
对于外圆表面： 2Z i =d i －1－d i 对于内圆表面： 2Z i = D i －D i －1 式中 2Z i ——本工序直径上的加工余量； d i －1、D i －1——上工序的直径尺寸； d i 、D i ——本工序的直径尺寸。
a) b)c) d)图2-1 加工余量（2）加工总余量毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差称为表面的加工总余量。
加工总余量与工序余量的关系为：n012n i i 1Z Z Z Z Z ==+++=∑式中 Z 0——加工总余量；Z i——工序余量。
（3）最大余量、最小余量、余量公差由于毛坯制造和各工序尺寸都有误差，各工序实际切除的余量值是变动的，所以加工余量又分为公称余量、最大余量和最小余量。
相邻两工序的基本尺寸之差即是公称余量。
为了便于加工，工序尺寸都按“入体原则”标注极限偏差，即按被包容面取上偏差为零；包容面取下偏差为零。
毛坯尺寸则按双向布置上、下偏差。
工序余量与工序尺寸及其公差的关系见图2-2。
余量的公差为：T z=Z max－Z min= T i+ T i-1式中Z max——工序最大余量；Z min——工序最小余量；T i——本工序尺寸的公差；T i-1——上工序尺寸的公差。
机械制造工艺学毛胚尺寸确定(详解)
确定毛胚类型及制造方法毛胚的种类和制造方法常用的毛胚种类：铸件和锻件。
铸件毛胚，在成批生产条件下，采用砂型铸造，机器造型。
金属模造型。
锻件，可承受冲击载荷、交变载荷，在成批生产条件下，采用锻模。
加工余量的分类1、总余量和工序余量总余量是指某一表面毛胚尺寸与零件设计尺寸之差。
工序余量是指每道工序切除的金属层厚度，即相邻两道工序尺寸之差。
2、单边余量和双边余量工序余量有单边余量和双边余量之分。
对于非对称表面，工序余量是单边的，称单边余量。
对于外圆和内圆这样具有对称结构的对称表面，工序余量是双边的，称双边余量，即指相邻两工序的直径尺寸之差。
3、最大余量和最小余量由于各工序尺寸都有公差，所以各工序实际切除的余量值是变化的，因此工序余量有公称余量、最大余量、最小余量之分。
相邻两工序的基本尺寸之差即是公称余量。
公称余量的变化范围称为余量公差。
工序尺寸公差一般按“入体原则”标注。
即对被包容尺寸（轴径），上偏差为0，其最大尺寸就是基本尺寸；对包容尺寸（孔径、槽宽），下偏差为0，其最小尺寸就是基本尺寸。
一、铸件毛胚的余量铸件的尺寸公差与机械加工余量加工余量RMA：A、B、C、D、E、F、G、H、J、K共十级，其中常用的为C-K。
公差等级：CT1-CT16，常用的为CT4-CT13。
成批生产铸件机械加工余量等级注：第一行为单边余量，第二行为双边余量。
铸件公差及公差带公差带位置：对称标注最小圆角半径（mm）（1）铸件壁部连接处的内转角应有铸造圆角。
计算时热裂性较大的合金取较大值。
（2）算出数值后，应选取与其接近的机械制造业常用的标准尺寸（详见GB2822-81）。
为便于制造，半径应尽可能统一。
例如，对于砂型及金属型铸件，一般统一用R3或R5，对压铸件用R1或R2。
铸造最小孔径表3-19 起模斜度（根据JB/T 5105-91）用二、锻件毛胚的余量选择毛胚该零件材料为45钢。
由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和冲击韧性，获得纤维组织，以使金属纤维尽量不被切断，毛胚选用锻件。
汽轮机叶片毛坯形式的选取及其加工余量的确定
Ｓ ｌｃ ｎ ｅＳｏ ｋ ｏ ｕｂｎ ｌｄ ｎ ｅｅｍｉｉｇｔｅＡ ｌ ｎ ｅｆｒ ｃ ｉｉｇ ｅｅｔ ｇｔ ｔｃ ｆ ｒ ｉｅＢ ａ ｅａ ｄＤ ｔｒ ｎｎ ｌ ｗａ ｃ ｈｎｎ ｉ ｈ Ｔ ｈ ｏ ｏ Ｍａ
Ｚ ＨＡＯ Ｃｈ ｎ ｇ ａ ｇ ＨＡＮＧ ｅ ｇ ｙ ｈ ｕ —ｕ ｎ ，Ｚ Ｆ ｎ —ａ
ｆｒ ｍａ ｈ ｎ ｎ ｈ ｔ ｋ． ｏ ｃ ｉ ｇｔｅｓｏ ｉ ｃ
Ｋｅ ｒ ｓ ｂ ａ ｅ； ｒ ｆｌ ａ ｌ ｗａ ｃ ｏ ａ ｈ ｎ ｎ ｓｏ ｋ ｙ ｗｏ ｄ ： ｌ ｄ ｐ ｏ ｅ； ｌ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｒ ｍ ｃ ｉ ｉ ｇ：ｔ ｃ
毛坯 。
０ 前
言
８ 汽道 长度超过 ４ ０ ． ５ ｍｍ 以上 的动叶 片选用 精锻毛坯 。 ９ 叶 型简 单 ， 宽 小 于 ８ ｒｍ 的导 叶 片 。 ． 弦 ０ ａ 生产 批量 特 别 大时 ， 选用轧制 毛坯 （ 接在 钢厂定货 ） 直 。 ｌ． ０ 空心 结构 的末级导 叶片选用辊 压成型或爆 炸成 型 。
叶片是汽轮 机机 组 中加 工难 度 最 大 的零件 之 一 。其 种
类 繁多 ， 复杂 ， 批 生产 。其 加 工 质 量直 接影 响 机组 出 形状 成
力 和效 率。毛坯形式 的选 用直 接影 响叶 片 的加 工质 量 和加
工成本 。
３ 毛坯尺 寸 的确 定
１导 叶片 方钢毛坯 ， 图 ｌ所示 。 ． 如 ２ 动 叶片 方钢 毛坯 ， 图 ２所 示 。 ． 如
用 精密铸造毛 坯。
出汽边部位 均匀 留抛 磨 余量 ０５ ｍ。其 它部 位均 匀地 留抛 ．ｍ
磨 余量 ０ ３ ｍ。 ．ｒ ａ （） ３ 汽道 长度 在 ２ ０ ｍ ～４ ０Ｉ ｉ 间 的马 刀型 或 香蕉 ０ｒ ａ ０Ｉ 之 ｌ ｆ 型导叶片 ， 汽道 内背弧 型面均匀 留抛 磨余量 １ ｍ。 沿 ｍ （） ４ 汽道长度 大 于 ４ ０ ０ ｍｍ的锥形 或 马刀形导 叶片 ， 沿汽 道 内背弧型面均 匀 留抛磨 余量 １５ ｍ。 ．ｒ ａ （） ５ 菱形导 叶片两端 装配部 位基面需 要机械加工 的部位
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。
加工余量的确定方法
加⼯余量的确定⽅法加⼯余量的确定⽅法1加⼯余量的概念及其影响因素在选择了⽑坯，拟订出加⼯⼯艺路线之后，就需确定加⼯余量，计算各⼯序的⼯序尺⼨。
加⼯余量⼤⼩与加⼯成本有密切关系，加⼯余量过⼤不仅浪费材料，⽽且增加切削⼯时，增⼤⼑具和机床的磨损，从⽽增加成本；加⼯余量过⼩，会使前⼀道⼯序的缺陷得不到纠正，造成废品，从⽽也使成本增加，因此，合理地确定加⼯余量，对提⾼加⼯质量和降低成本都有⼗分重要的意义。
(1)加⼯余量的概念在机械加⼯过程中从加⼯表⾯切除的⾦属层厚度称为加⼯余量。
加⼯余量分为⼯序余量和加⼯总余量。
⼯序余量是指为完成某⼀道⼯序所必须切除的⾦属层厚度，即相邻两⼯序的⼯序尺⼨之差。
加⼯总余量是指由⽑坯变为成品的过程中，在某加⼯表⾯上所切除的⾦属层总厚度，即⽑坯尺⼨与零件图设计尺⼨之差。
由于⽑坯尺⼨和各⼯序尺⼨不可避免地存在公差，因此⽆论是加⼯总余量还是⼯序余量实际上是个变动值，因⽽加⼯余量⼜有基本余量、最⼤余量和最⼩余量之分，通常所说的加⼯余量是指基本余量。
加⼯余量、⼯序余量的公差标注应遵循“⼊体原则”即：“⽑坯尺⼨按双向标注上、下偏差；被包容表⾯尺⼨上偏差为零，也就是基本尺⼨为最⼤极限尺⼨（如轴）；对包容⾯尺⼨下偏差为零，也就是基本尺⼨为最⼩极限尺⼨（如内孔）。
加⼯过程中，⼯序完成后的⼯件尺⼨称为⼯序尺⼨。
由于存在加⼯误差，各⼯序加⼯后的尺⼨也有⼀定的公差，称为⼯序公差。
⼯序公差带的布置也采⽤“⼊体原则”法。
表⽰加⼯余量及其公差的关系，不论是被包容⾯还是包容⾯，其加⼯总余量均等于各⼯序余量之和。
Z＝Z＋Z＋Z＋…加⼯余量还有双边余量和单边余量之分，平⾯加⼯余量是单边余量，它等于实际切削的⾦属层厚度。
对于外圆和孔等回转表⾯，加⼯余量是指双边余量，即以直径⽅向计算，实际切削的⾦属为加⼯余量数值的⼀半。
(2)确定加⼯余量应考虑的因素为切除前⼯序在加⼯时留下的各种缺陷和误差的⾦属层，⼜考虑到本⼯序可能产⽣的安装误差⽽不致使⼯件报废，必须保证⼀定数值的最⼩⼯序余量。
加工余量、工序尺寸与及公差的确定
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）
i 1
• 总余量不够，质量得不到保证
• 总余量太大，增加劳动量、消耗、成本
• 总余量与毛坯精度、生产类型、批量大小 有关
机加械工余制量造的工确定艺与机床夹具
2．影响加工余量的因素
• 上道工序的表面质量（包括表面粗糙度Ha 和表面破坏层深度Sa）
• 前道工序的工序尺寸公差（Ta） • 前道工序的位置误差（ρa ） • 本工序工件的安装误差（εb） • 本工序的加工余量必须满足下式：
1、与设计尺寸有关的工序尺寸L01¨、L1¨。 2、中间工序尺寸（与余量有关）Z4、Z5、Z6 3、查找工艺尺寸链，画尺寸链图¨ （三）计算项目 1、确定公差与余量(经济精度与调整) 2、计算余量变动量，平均余量，平均工序尺 寸。 注：粗加工工序毛坯余量较大，可不计算。 3、按“入体”原则标注工序尺寸。
尺寸链中封闭环只有一个，用L0表示。 工艺尺寸链中的封闭环的定义见P.53倒10行。
⑴封闭环一定是工艺过程中间接保证的尺 寸。
⑵封闭环公差值最大，它等于各组成环公 差之和。
3）组成环——尺寸链除封闭外其余各环， 组成环分为增环和减环。
⑴增环—该环变动引起封闭环同向变动。 ⑵减环—该环变动引起封闭环反向变动。
例：图4-22轴线弯曲造成的余量不均匀误差。 各项位置误差造成的影响参看表4-11
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。
机械制造过程—毛坯、定位基准的选择
(2)为保证加工表面与不加工表面之间的位置精度, 应以不加工表面作为粗基准。 (此原则简称：相 互位置原则)
(3)在工件上有多个表面需要加工,为保证各表面 均具有足够的加工余量,应选择加工余量最小的那 个表面作为粗基准。
(4) 粗基准在同一尺寸方向只能使用一次(此原则 简称：一次使用原则)
(5) 作为定位粗基准的表面上不应有、飞边、分型 面、浇冒口等缺陷，应定位准确、夹紧可靠,
加工余量小。 3 ) 精密模锻 锻件的尺寸精度高，可直接进行精加工。
毛坯的选择
3.型材 如钢板，管材，圆钢等，便于实
现自动上料。
毛坯的选择
二、 选择毛坯应考虑的因素 1. 毛坯材料的工艺特性。 即毛坯材料的可铸性或可锻性。 2.零件的结构类型及尺寸大小 1） 光轴,台肩之间相差不大的阶梯轴,应选择型材。 台肩之间相差较大及异型轴,如曲轴,十字轴等则应选
并使夹具的结构简单。
(此原则简称：光滑平整原则)
（1）定位基准: 在工件的加工过程中，用作定位的基准， 称为定位基准。工件与工作台的装夹面 相贴合的面即为定位基准。 （2）工序基准 用以确定本工序加工表面加工 以后的尺寸、 形状和位置所使 用的基准，称为工序基准。
如右工序图所示:F平面 是孔Ⅰ,Ⅱ的工序基准； （3）测量基准
用以检验已加工表面 的尺寸及各 表面之间位置精度的基准，称为测量 基准。齿轮内孔轴线是检验各项尺寸 形位精度的基准.即为测量基准。
（4）互为基准原则
为保证某重要表面加工余量小且均匀并与其它表面之间 的位置精度,应采用互为基准反复加工的原则进行加工。
如精密齿轮的加工淬火后需磨齿面, 为保证齿面与内孔之间的位置精度 及从齿面上去除一层小且均匀的加 工余量,须先依齿面为基准磨内孔,然 后再依磨过的内孔为基准磨齿面,这 样互为基准反复加工,既去除一层小 且均匀的加工余量,又保证了齿面与 内孔之间的位置精度。
毛坯的选择
（1）铸件 2）金属模砂型机器造型 铸件最大重量可达250Kg，毛坯的尺寸精度高， 加工余量小，生产效率高，多用于大批大量生产。
毛 坯 种 类 的 确 定
（1）铸件 3）金属型铸造 铸件重量小于100 Kg，毛坯的尺寸精度高，机 械性能好，多用于大批大量生产。
毛 坯 种 类 的 确 定
（1）铸件 4）离心铸造 铸件重量达200Kg，效率高，材料消耗低，多用 于大批大量生产。
锻件
多为锻件
一、毛坯种类的确定
确定毛坯种类时需考虑的因素有：
（4）现有生产条件
考虑现场毛坯制造的实际水平，能力外协的可 毛 坯 能性等 种 （5）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的 类 的 可能性 确 精铸、精锻、冷轧、冷挤、粉末冶金等，可大 定 大减少机加工量，甚至不加工。
二、毛坯形状与尺寸的确定
毛 坯 种 类 的 确 定
一、毛坯种类的确定
确定毛坯种类时需考虑的因素有：
（1）零件材料及其力学性能
毛 坯 种 类 的 确 定 铸铁——铸件 力学性能要求高时 锻件
钢材
力学性能要求低时
型材或铸件
一、毛坯种类的确定
确定毛坯种类时需考虑的因素有：
（2）生产类型
毛 坯 种 类 的 确 定
一、毛坯种类的确定
毛 坯 形 状 和 尺 寸 的 确 定
模锻齿轮毛坯—零件合图
毛 坯 形 状 和 尺 寸 的 确 定
铸件毛坯—零件合图 犁 刀 变 速 齿 轮 箱 毛 坯 零 件 合 图
毛 坯 形 状 和 尺 寸 的 确 定
第三节 毛坯的选择
思考题与习题 思 考 题 与 习 题 P280- 6.3
机械制造工艺理论基础
第六章 机械加工工艺规程的制订
机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定杠杆的材料是HT200，毛坯的重量0.85kg，生产类型为大批生产。
由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。
由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。
毛坯与零件不同的尺寸有：(具体见零件图)故台阶已被铸出,根据参考文献[14]的铣刀类型及尺寸可知选用6mm的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都为0.5mm。
1）加工Φ25的端面，根据参考文献[8]表4-35和表4-37考虑2mm，粗加工1.9mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工0.1mm，同理上下端面的加工余量都是2mm。
2）对Φ25的内表面加工。
由于内表面有粗糙度要求1.6。
可用一次粗加工1.9mm，一次精加工0.1mm就可达到要求。
3）加工宽度为30mm的下平台时，用铣削的方法加工台肩。
由于台肩的加工表面有粗糙度的要求6.3aRm可以满足，故采取分四次的铣削的方式，每次铣削的深度是2.5mm。
4）钻锥孔Φ12.7时要求加工一半，留下的余量装配时钻铰，为提高生产率起见，仍然采用Φ12的钻头，切削深度是2.5mm。
5）钻Ф14阶梯孔，由于粗糙度要求3.2aRm2mm。
可一次粗加工1.85mm，一次精加工0.15就可达到要求。
6）加工M8底孔，根据参考文献[8]表4-23考虑加工余量1.2mm。
可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1就可达到要求。
7）加工2-M6螺纹，根据参考文献[8]表4-23考虑加工余量1.2mm。
可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1mm就可达到要求。
8）加工2-M6端面，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可达到要求。
毛 坯 选 择
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1.3 毛坯形状和尺寸的确定
现代机械制造的发展趋势之一，是通过毛坯精 化使毛坯的形状和尺寸尽量与零件接近，减少机械 加工的劳动量，力求实现少、无切屑加工。但是， 由于现有毛坯制造工艺技术的限制，加之产品零件 的精度和表面质量的要求又越来越高，所以毛坯上 某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械 加工来达到零件的质量要求。
.
1.2 毛坯的选择原则
▪ （2）零件的结构形状与外形尺寸
▪
例如常见的各种阶梯轴，若各台阶直径相差不大，
可直接选取圆棒料；若各台阶直径相差较大，为减少材
料消耗和机械加工劳动量，则宜选择锻件毛坯。至于一些非旋转体的板条形 钢质零件，一般则多为锻件。零件的外形尺寸对毛坯选择也有较大的影响。 对于尺寸较大的零件，目前只能选择毛坯精度、生产率都比较低的砂型铸造 和自由锻造的毛坯；而中小型零件，则可选择模锻及各种特种铸造的毛坯。
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1.2 毛坯的选择原则
现有生产条件
生产纲领大小
毛坯的选择原则
零件材料的工艺性 （如可铸性及可塑性）
及零件对材料组 织和性能的要求
零件的结构形状 与外形尺寸
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1.2 毛坯的选择原则
▪ （1）零件材料的工艺性（如可铸性及可塑 性）及零件对材料组织和性能的要求
▪ 例如，材料为铸铁与青铜的零件，应选择铸 件毛坯；对于钢质零件，还要考虑机械性能的要 求；对于一些重要零件，为保证良好的机械性 能，一般均须选择锻件毛坯，而不能选择棒料。
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1.2 毛坯的选择原则
▪ （3）生产纲领大小
▪ 当零件的产量较大时，应选择精度和生产率 都比较高的毛坯制造方法，这样制造毛坯的设备 和装备价格则比较高，但这可由材料消耗的减少 和机械加工费用的降低来补偿。零件的产量较小 时，应选择精度和生产率均较低的毛坯制造方 法。
[工学]124 加工余量和工序尺寸的确定_配机械制造基础第2版
![[工学]124 加工余量和工序尺寸的确定_配机械制造基础第2版](https://img.taocdn.com/s3/m/ad5c8caf3b3567ec112d8a0c.png)
由公式ES0 = ES2−EI1得： ES2 = EI1+ES0 = -0.15+0 = −0.15 mm； 由公式EI0 = EI2−ES1 得： EI2 = ES1+EI0 = −0.05+(−0.15) =- 0.2 mm；
② 减环 当其它组成环不变，而该环增大使封闭环减小的，称为减环。
常采用标箭头的方法来判断增、减环
20
（3）尺寸链简图的作法
在尺寸链图中用单向箭头顺序标注各尺寸环，其中与封闭环 箭头方向相反者为增环, 箭头方向相同者为减环。
A1
A
减环
A0
C A2 B
A3
21
1、封闭环确定
关键 要领
加工顺序、检测方法、 装配方法确定后才能确 定封闭环。表现为尺寸 间接获得。
0.03
60 0
59.6
0.074 0
58
0.3 0
58−7 = 51
51±2
13
2、基准不重合时工序尺寸及公差的确定 工序尺寸及公差的计算需借助于工艺尺寸链来计算。
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一、尺寸链的基本概念
1、尺寸链的定义和特征
在零件设计、加工或机器装配过程中，由一系列相互联系的尺 寸所形成的封闭图形，称为尺寸链。
设计尺寸链
尺寸链
工艺尺寸链
在零件的加工、 检测、装配过程 中所形成的尺寸 链。
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加工台阶零件的尺寸链
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加工套筒零件的尺寸链
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尺寸链中的各个尺寸均称为尺寸链的环，用大写字母加角标 表示。
尺寸链的主要特征如下： （1）封闭性：尺寸链必须是尺寸环首尾相接的封闭尺寸组合。 （2）关联性：尺寸链中的任一尺寸环都受其它尺寸环的影响， 是其它尺寸环的函数。
毛坯的确定
毛坯的确定㈠、毛坯的选择毛坯的选择对零件工艺过程的经济性有很大的影响，而且还会影响零件的力学性能和使用性能。
零件加工过程中的材料消耗，工序余量，加工工时，以及零件的机械强度，金属纤维组织，内部缺陷等都与毛坯的选择有很大关系。
选择毛坯的基本任务是选定毛坯的种类和制造方法，确定其精度。
1、毛坯的种类和制造方法的确定一般情况下，确定了零件的材料，也就大致确定了毛坯的种类，毛坯的种类与加工质量，材料的消耗，生产，成本密切相关。
毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料，形状，生产性质及在生活中获得可能性。
根据零件分析可得该零件是盘类零件。
盘类类零件的毛坯选择一般分为锻件，铸造和棒料三种。
若在此使用铸件，生产周期长，成本高，对于中小批量零件不划算。
若在此使用锻件，由于零件外形尺寸小，虽然可以锻造但成本高，对于中小批量零件也不划算。
在此，应该用胎膜锻（因为，1、很难有如此多的大棒料；2、弓锯机切成短的棒料很困难；3、加工时，材料利用率极低；4、浪费大量的加工工时。
故，应采用较小的棒料，利用胎膜锻，锻成外部带台阶和内孔的锻件，比较合适）按零件图的实际结构及相关技术要求，只有200件，属于小批量生产，这里选用棒料作为加工的坯料，其生产准备简单易形。
2、确定毛坯的加工余量及余量公差查《机械制造手册》表毛坯尺寸及公差主要面尺寸1/ 2两端面高度零件尺寸（mm）280915总余量（mm）3+311.5+0.毛坯尺寸（mm）300120公（mm）+0.1+0.1差3、由以上分析可以确定毛坯尺寸,该零件毛坯的尺寸为:Φ300x120mm。
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第四节毛坯的选择与加工余量的确定
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•2.确定加工余量时的注意事项
•(1)毛坯所留的加工余量大小应满足零件加工技术的要求，不
宜过大或过小。
•(2)在保证加工质量前提下，尽量取小的加工余量。 •(3)粗加工的加工余量较大，越是精加工，加工余量应越小。
•3.工序余量的确定方法
•（1）经验估算法。 •（2）查表修正法。 •（3）分析计算法。
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•知识小结： •一、 毛坯的选择 •1.型材类毛坯 •2.工铸件类毛坯 •3.锻件类毛坯 •4.冲压件类毛坯 •5.焊接类类毛坯 •二、加工余量的确定
1.工序加工余量及其公差 2.确定加工余量时注意事项 3.工序余量的确定方法
Байду номын сангаас
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•作业布置： •工序加工余量及其公差是怎样计算的？
• 1.工序加工余量及其公差：
•根据零件结构不同，加工余量有双面和单面之分。 •单边公称余量：非对称表面的加工余量。主要为非回转表面
，如平面余量、槽深余量等。
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•加工平面
•加工直槽
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•双边公称余量：对称表面的加工余量。主要为回转表面，如
轴、孔等
•轴
孔
•一般尺寸公差都按入体原则单向标注，即被包容尺寸的上偏
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所以一般为中低碳钢、部分有色金属等。
•4.冲压件类毛坯
•用冲压方法生产零件毛坯。冲压材料在常温下必须具有很好
的塑性。
•5.焊接件类毛坯
•一般用于结构件，采用低碳钢或低合金钢材料。
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•二、加工余量的确定
工件加工余量的确定
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工序加工余量和工序尺寸公差关系图
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加工余量的确定
• 意义：加工余量对零件的加工质量、生产 效率和生产成本均有较大影响。若零件的 加工余量过大，则增加工具材料的磨损， 并且增加了生产工时，降低了生产效率。 若零件的加工余量过小，则不能去除零件 表面额缺陷层和前工序的各种误差，或者 报废零件，因此加工余量要合理。
加工余量的确定 数 控 加 工 工 艺 的 制 定 加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度。 余量有工序余量和加工总余量（毛坯余量）之 分。 工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差； 加工总余量（毛坯余量）是毛坯尺寸与零件图 样的设计尺寸之差。
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加工余量的确定
1、加工余量的确定
加工余量——加工过程中从加工表面切去材料层 厚度 工序（工步）余量—— 某一表面在某一工序（工 步）中所切去的材料层厚度。
Zb = a - b 式中 Z b——本工序余量； a —— 前工序尺寸； b —— 本工序尺寸。 ◎ 双边余量 实际切除的金属层厚度的2倍 ◎ 单边余量 实际切除的金属层厚度=加工余量
注意：提到被包容面的零件是轴类零件，包容面的零件是孔类零 件。
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工程余量、最大加工余量和最小加工余量的定义 由于毛坯制造和各个工序尺寸都存在着公差，加 工余量也是个变动值。当工序尺寸用基本尺寸计 算时，所得到的加工余量称为公称余量。 最大、小余量 被包容面：Zmax=amax — bmin
加工余量、工序尺寸及公差分布图
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毛坯尺寸公差与机械加工余量确定
毛坯尺寸公差与机械加工余量确定
1.求最大轮廓尺寸
根据零件图计算轮廓尺寸，长75mm，宽80mm，高195mm，故最大轮廓尺寸为195mm
2.选取公差等级CT
铸造方法按机器选型，铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT范围8-12级，取为10级。
3.求铸件尺寸公差
根据加工的基本尺寸和铸件等级CT，由表5-3查得，公差带相对于基本尺寸对称分布
4.求机械加工余量等级
铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围E-G级，取为F级。
5.求RMA
由表5-4查最大轮廓尺寸为140mm,机械加工余量为F级，的RMA数值为2mm
6.求毛坯基本尺寸
25mm孔属内腔加工，即R=F-2RMA-CT/2=25-2某2-2.4/2=19.8mm
拨叉脚内表面属内腔加工，即R=F-2RMA-CT/2=55-2某2-
2.8/2=49.6mm
拨叉脚端面属单侧加工，即R=F+RMA+CT/2=132.5+2+3.6/2=136.3mm 拨叉头端面属单侧加工，即R=F+RMA+CT/2=23+2+2.4/2=26.2mm
操纵槽底面属内腔加工，即R=F-2RMA-CT/2=8-2某2-2/2=3mm
操纵槽内侧面属内腔加工，即R=F-2RMA-CT/2=16-2某2-
2.2/2=10.9mm
拨叉脚弧形侧面属双侧加工，即R=F+2RMA+CT/2=12+2某
2+2.2/2=17.1mm叉轴变速孔上的剖面属单侧加工，即
R=F+RMA+CT/2=17+2+2.4/2=20.2mm。
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毛坯材料的选择及其加工余量确定
3.1毛坯种类的选择
零件的毛坯一般有棒料、锻件和铸件三种。
其中，锻件适用与零件强度较高,形状较简单的零件,钢质零件的锻造毛坯，其力学性能高于钢质棒料和铸钢件。
尺寸大的零件因受设备限制，故一般用自由锻；中、小型零件可选模锻；形状复杂的刚质零件不宜用自由锻；铸件则适用于形状复杂的毛坯。
根据轴类螺纹配合件的结构形状和外轮廓尺寸，结合学校的实际情况，螺纹轴类零件毛坯种类由棒料锯割。
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3.2 毛坯的形状和尺寸的选择
选择毛坯形状和尺寸总的要求是：减少多余浪费，实现少屑或无屑加工。
因此，毛坯形状要力求接近成品形状，以减少机械加工的劳动量。
但也有以下四种情况。
（1）采用锻件，铸造毛坯时，因锻模时的欠压量与允许的错模量不等，铸造时也会因砂型误差、收缩量及坯的挠曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分、不稳定，所以，除板金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量的不等，此外，锻造、铸造后，毛坯不论是锻件、铸件还是型材，只要准备采用数控加工，其加工表面均应有较充分的余量。
（2）尺寸小或薄的零件，为便于装夹并减少夹头，可将多个工件连在一起，由一个毛坯制出。
（3）装配后形成同一工作表面的两个相关零件，为保证加工质量并使加工方便，常把两件合为一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切开。
（4）对于不便装夹的毛坯，可考虑在毛坯上另行增加装夹余量或者工艺凸台、工艺凸耳等辅助基准。
该零件的加工要留2-4mm的毛坯余量。
由于要尽量使毛坯各个主要加工面上的加工余量均匀，根据螺纹轴类零件图样尺寸为Ф124mm×48mm，选择毛坯尺寸为Ф126mm×50mm。