加工余量与工序尺寸确定
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。
加工余量与工序尺寸的确定
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）。
0.054 99.9 0 0.14 99.4 0
0.054
） Ra1.25 100-0.1=99.9 Ra2.5 ） 99.9-0.5=99.4 Ra16 ） 99.4-2.4=97.0 975=92.0
0.14 （0 0.54 （0
0.54 97 0
1 2
1 92 2
表 7 － 7 工序尺寸及公差的计 算
各工序经济精度 工序名称 工序间余量 /mm 经济精度 表面粗糙 度 /μm /mm H7 （ 0 H8 （ 0 H10 H13
0.035
工序 间尺寸
工序尺寸 公差
浮动镗 精镗孔 半精镗孔 粗镗 孔 毛坯孔
0.1 0.5 2.4 5
Ra0.8 ）
பைடு நூலகம்
100
0.035 1000
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：
思考题： P261 ： 4
三、工序尺寸及其公差的确定 零件图上所标注的尺寸公差是零 件加工最终所要求达到的尺寸要求，工艺 过程中许多中间工序的尺寸及公差，必须 在设计工艺规程中予以确定。 工序尺寸及其公差一般都是通过 定位基准或工序基准与设计基准是否重合 ，采用不同的方法确定。
定位基准或工序基准与设计基准重合时工序 尺寸及其公差的确定。 例：设计尺寸为 ø100H7 的某箱体孔，加工工 序为：粗镗 - 半精镗 - 精镗 - 浮动镗。请 确定各工序尺寸及其公差。 解：由最后一道工序开始向前推。 P245
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
谢谢观看！
（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。
工序余量与工序尺寸及其公差的关系余量公差
1．上工序留下的表面粗糙度值 R（Z 表 面轮廓的最大高度）和表面缺陷层深度Ha
本工序必须把上工序留下的表面粗糙
度和表面缺陷层全部切去，如果连上一道
工序残留在加工表面上的表面粗糙度和表
面缺陷层都清除不干净，那就失去了设置
本工序的本意了。由此可知,本工序加工余
量必须包括 R z和 Ha这两项因素。
2．上工序的尺寸公差 Ta 由于上工序加工表面存在尺寸误差， 本工序加工余量必须包括 Ta 项。
第三节 加工余量与工序尺寸的确定
一、加工余量 （一）概述 用去除材料方法制造机器零件时，一
般都要从毛坯上切除一层材料之后最后才 能制得符合图样规定要求的零件。
加工余量：毛坯上留作加工用的材料 层，称为加工余量。
加工 总余量 余量 工序余量 单边余量：如图a）
双边余量：如图b）、c）
对于非对称表面，其加工余量用单边余 量 Zb 表示。对于外圆与内圆这样的对称表 面，其加工余量用双边余量2 Zb表示。
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
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：
14-4 加工余量、工序间尺寸及公差的确定
TZ = Zmax – Zmin=Tb+Ta
TZ ：工序余量公差； Zmax ：工序最大余量；
本道工序基本尺寸
Zmin：工序最小余量； Tb：本道工序的工序尺寸公差；
上道工序基本尺寸
Ta：上道工序的工序尺寸公差。
12
加工方向
共51页
工序尺寸及偏差
一般情况下，工序尺寸的公差按“入体原 则”标注。即 ——对被包容尺寸(轴的外径、实际长、宽、 高)，其最大加工尺寸就是基本尺寸，上偏差 为零。 ——对包容尺寸(孔的直径、槽的宽度)，其最 小加工尺寸就是基本尺寸，下偏差为零。 ——毛坯尺寸公差按双向对称偏差形式标注。
机床夹具的选择主要考虑生产类型。 （1）单件小批量生产应尽量选用通用夹具； （2）大批大量生产时，应采用高生产效率的专 用机床夹具；
此外，夹具的精度应与零件的加工精度相适应。
42
共51页
3.刀具的选择
刀具的选择主要取决于： 工序所采用的加工方法 加工表面的尺寸大小 工件材料 要求的加工精度 表面粗糙度 生产率 经济性
二、加工余量的确定
3. 经验法
由一些有经验的工程技术人员或工人根 据经验确定加工余量的大小。由经验法 确定的加工余量往往偏大，这主要是因 为主观上怕出废品的缘故。这种方法多 在单件小批生产中采用。
31
共51页
三、工序尺寸与公差的确定
生产上绝大部分加工面都是在基准重合（工艺基准和设计基 准重合）的情况下进行加工。现介绍如下： 1. 确定各加工工序的加工余量
6
共51页
双边余量
2Zi = li–1 – li
式中
Zi——本道工序的工序余量； li——本道工序的基本尺寸； li–1——上道工序的基本尺寸。
加工余量与工序尺寸
加工余量与工序尺寸
目录
contents
加工余量概述 工序尺寸确定 加工余量与工序尺寸的关系 加工余量与工序尺寸的实例分析 加工余量与工序尺寸的未来发展
01
加工余量概述
加工余量的定义
加工余量是指工件在加工过程中，为了去除工件表面的材料或修正误差而预留的额外材料。
它通常由工序前后的尺寸差值来表示，是评价加工精度和工艺水平的重要参数。
偏差
工序尺寸的公差与偏差
03
加工余量与工序尺寸的关系
加工余量对工序尺寸的影响
加工余量决定了工件在加工过程中的尺寸变化，是影响工序尺寸的主要因素之一。
加工余量的大小直接影响到加工精度和表面质量，因此需要合理控制加工余量，以保证工件的质量和性能。
VS
工序尺寸是工件在加工过程中需要达到的尺寸要求，是确定加工余量的重要依据。
智能化控制技术
通过传感器和监测设备，实时获取加工过程中的数据，对加工余量和工序尺寸进行动态调整，确保加工过程的稳定性和一致性。
实时监测与反馈
研发和应用环保、低毒、高效的切削液，减少对环境的污染和对人体的危害。
采用新型的加工设备和工艺，降低能耗和减少废弃物排放，实现
总结词：铣削加工余量与工序尺寸的确定对于提高加工效率和加工质量具有重要意义。
实例三：磨削加工余量与工序尺寸
总结词：磨削加工余量与工序尺寸的确定对于提高零件的耐磨性和疲劳强度至关重要。
05
加工余量与工序尺寸的未来发展
加工余量与工序尺寸的智能化控制
利用人工智能、机器学习等技术，实现加工余量和工序尺寸的智能预测和控制，提高加工精度和效率。
经验法
根据加工理论、材料力学和热力学等理论知识，结合加工工艺参数，计算出工序尺寸。理论法具有较高的精度和可重复性，但需要扎实的理论基础和计算能力。
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
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。
加工余量与工序尺寸的确定和基准--2011
③ 尺寸链的分类 a) 按应用场合来分 工艺尺寸链：全部组成环为同一零件的设 计尺寸所形成的尺寸链，如图2。 特点：所有尺寸都在一个零件上 装配尺寸链：全部组成环为不同零件的工 艺尺寸所形成的尺寸链，如图1。 特点：每一个尺寸都分布在不同的零件上
b) 按各环所处的空间位置来分 直线尺寸链：尺寸链中各环位于同一平面内 且相互平行，最为常规最基本的尺寸链。 平面尺寸链：尺寸链中各环位于同一平面或 几个相互平行平面内，但某些组成环不平行 于封闭环的尺寸链。 空间尺寸链：尺寸链中各环不在同一平面且 互不平行。
极限尺寸的计算：
A0max Az max Aj min
A0min Az min Aj max
⑵ 工序尺寸及其公差的确定 ① 工序基准与设计基准重合，即对同一表面进行多
次加工
这种工序尺寸计算较简单，只需根据各工序的加 工余量就可以算出各工序的基本尺寸。其计算顺 序是由最后一道工序开始逐步向前推算。 例：加工某一个钢制零件上的一个孔，其设计尺 0 寸为 72.50.03 mm，表面粗糙度为Ra0.4。现经过 粗镗、半精镗、精镗、粗磨和精磨五次加工，计 算各次加工的工序尺寸及其公差。
尺寸链中在装配过程或加工过程最后形成 的一环。
c) 组成环：加工或装配时直接影响封闭环 精度的各原始尺寸。
尺寸链中对封闭环有影响的全部环。
增环：尺寸链中的组成环，由于该环的变 动引起封闭环同向变动。 减环：尺寸链中的组成环，由于该环的变 动引起封闭环反向变动。
d) 尺寸链的两个主要功能 公差分配（反计算）：已知封闭环基本尺寸 及公差，组成环基本尺寸，求解组成环的公 差。 公差控制（正计算）：已知组成环基本尺寸 及公差，核算封闭环尺寸及公差。
加工余量及工序尺寸解读
是否出现假废品？ P48
练习2
如图零件，其轴向尺寸的加工过程为： 1）车端面A； 0.3 2）车端面B保证尺寸49.5 0 mm； 3）车端面C保证总长80 0 mm； 0.2 4）磨削台阶面B保证尺寸30 0 0.14 mm。 试校核台阶面B的加工余量。
2.2、基准不重合的计算
尺寸链图
确定封闭环是关键；
一个尺寸链只能有一个封闭环；
请注意箭头方向： 与封闭环同向者为减环 与封闭环异向者为增环
间接保证尺寸A0
2.2、基准不重合的计算
尺寸链图
2.2、基准不重合的计算
尺寸链的特征 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
定位基准
2.2、基准不重合的计算
尺寸链图
将尺寸链中各相应的环，用尺寸或符号标注在示意图上，这种尺 寸图称为尺寸链图
作法：首先确定间接保证的尺寸，定为封闭环；然后从封闭环起， 画出各组成环；尺寸首尾相接，顺一个方向画箭头，构成封闭图 形
2.2、基准不重合的计算
尺寸链图
间接保证尺寸A0
设计尺寸为A1和A0，在加工过程中，因A0不便直接测量，只 有按照容易测量的A2进行加工，以间接保证尺寸A0的要求
定位基准
2.2、基准不重合的计算
尺寸链的组成环
增环——当其余各组成环不变，而该环增大时使封闭环也增大 者，及该环减小时使封闭环也减小者 减环——当其余各组成环不变，而该环增大时使封闭环反而减 小者，及该环减小时使封闭环反而增大者
读图： 增环，减环？
A1
A1
设计基准
A2
A1
A2
A3
加工余量、工序尺寸与工序公差的确定
61.5
61.500.018 61.500.018 0.4
细镗
0.3
H
6(
0.018 0
)
0.8
61.5-0.003=61.497 61.49700.018
61.500..001053
0.8
精镗
0.7
H
9(
0.046 0
)
1.6
61.497-0.3=61.2
61.200.046
61.200.05 1.6
5.4.1加工余量的概念
总余量与工步余量 之间的关系：
n
Zs Zi i1
粗刨Z1 精刨Z2 磨Z3
H1 H2
Zs H设 H坯
式中:Zs—某加工表面的总余量； n—该表面的机械加工工序（工步）数； Zi—该表面第i个工序（工步）的加工余量。
5.4.1加工余量的概念
设某加工表面上道工序的尺寸为a，本道工序的 尺寸为b,则本道工序的基本余量Zb可以表示为：
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：
3）除终加工工序外，根据各工序的加工方法及其经 济加工精度，确定其工序公差和粗糙度。
4）按入体原则以单向偏差方式标注工序尺寸，并可 作适当调整。
5.4.3工序尺寸及公差的确定
例5.1
某连杆大头孔的设计尺
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、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。
加工余量是在加工过程中需要保留的尺寸差值。
加工余量的大小会直接影响到零件的相对尺寸和形状。
加工过程中的各种因素，如材料的物理特性、工件的几何形状、加工方法的选择等都会影响到加工余量的确定。
首先，材料的收缩率是影响加工余量选择的重要因素。
不同材料的收缩率不同，加工后的尺寸会有所变化。
在设计零件时，需要预留一定的加工余量，以弥补加工过程中材料收缩产生的尺寸变化。
12.4 加工余量和工序尺寸的确定_配机械制造基础(第2版)
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； 因此A2= 6 0 0 .1 5 0 .2
mm
6 0 0 .2
0 .1 5
mm
列竖式法解尺寸链 口诀：封闭环、增环照抄；减环取反，上下偏差对调。 方法：求组成环各项之和等于封闭环。
尺寸链（环）
基 本 尺 寸
-10 （60） 50
上偏差ES
0.15 （ - 0.15） 0
下偏差EI
0.05 （−0.2） −0.15
A1 A2 A0
6 0 0 .2
0 .1 5
mm
A1
A 0 6 0 .1 5
0 .1
A 2 1 0 0 .0 3
0 .0 5
A 3 2 0 0 .0 3
0 .1
mm，按入体原则表示为A2 = 20.1 0 0 . 4 mm。 0 .3
2）测量基准与设计基准不重合的尺寸换算
加工一轴承座，设计尺寸为A1和A0。由于设计尺寸A0加工时无法直接测量，只 好通过测量A2尺寸来间接保证它，求A2的工序尺寸和公差。
A0为封闭环，A1为减环，A2为增环。 由公式A0 = A2−A1 得： A2 = A1+A0 = 10+50 = 60 mm； 由公式ES0 = ES2−EI1得：
2、尺寸链极值法计算的基本公式
1）封闭环的基本尺寸 封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸之和减去所有减 环基本尺寸之和，即：
m n
A0
机械加工工艺-加工余量、工序尺寸及公差
（一）设计 1、合理的结构工艺性、加工精度、表面
粗糙等。 2、零件、部件、产品的三化程度（通用、
标准、系列） （二）先进的工艺及设备
1、毛坯 2、机加工 3、装配
（三）先进的管理：计划、准备、服务、技术、
质量、经济分析等。
提高机加工生产率的工艺途径：
（一）缩短t基 1、（V、F、ap）↑。 2、多刀、多刃、及单刀多件等。
加工余量、工序尺寸及公差的确定
一、加工余量的概念： 1.加工总余量和工序余量： 1）加工总余量Z0（毛坯余量）
n
Z0 Z1 Z2 Zn Zi i 1
其中：Z1与毛坯的制造精度有关（参看毛坯余 量手册）
其余工序余量Zi——由相关工序的加工误差确 定（上工序和本工序）
2)工序余量Zi——相邻两工序基本尺寸之差；
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
＋0.008
（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。
三、用图表法确定工序尺寸及余量 适用于当零件同一方向尺寸较多的复杂情况。 如：工序多，工序基准转换多，工序中基准不 重合需用尺寸链计算，公差，余量确定复杂。 步骤： （一）绘制加工过程尺寸联系图
1、画出工件简图，标注相关设计尺寸。 2、按加工工序列表填写工艺过程，画加工符 号（箭头等）。 （二）工艺尺寸链查找
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。
加工余量、工序尺寸及其公差的确定
2、影响加工余量的因素
在确定工序的具体内容时，其工作之一就是合理地确定 工序加工余量。加工余量的大小对零件的加工质量和制造的 经济性均有较大的影响。加工余量过大，必然增加机械加工 的劳动量、降低生产率；增加原材料、设备、工具及电力等 的消耗。加工余量过小，又不能确保切除上工序形成的各种 误差和表面缺陷，影响零件的质量，甚至产生废品。
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
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。
4．工序尺寸及其公差的确定
1）基准重合时，工序尺寸及其公差的计算 生产上绝大部分加工面都是在基准重合(工艺基准和设计
基准重合)的情况下进行加工的，基准重合情况下工序尺寸与 公差的确定过程如下：
（1）确定毛坯总余量和各加工工序的工序余量（查表修正法） （2）确定工序基本尺寸
从最终加工工序开始，即从零件图上的设计尺寸开始，一 直往前推算到毛坯尺寸。最终工序基本尺寸等于零件图上 的基本尺寸，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。
毛坯： ±2mm
工序尺寸及其公差的确定实例1 （4）确定工序尺寸及其公差
研磨：50
5000.011
精磨：50+0.01=50.01
粗磨：50.01+0.1=50.11
半精车：50.11+0.3=50.41
加工余量、工序尺寸及公差的确定
加工余量、工序尺寸及公差的确定§1 加工余量的概念一、加工总余量（毛坯余量）与工序余量1、加工余量——加工过程中从加工表面切去材料层厚度。
2、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；或定义为相邻两工序基本尺寸之差。
分单边余量和双边余量，见图4—2：图4－20 单边余量与双边余量a) 零件非对称结构的非对称表面，其加工余量为单边余量，则有：i i i l l Z -=-1式中 i Z ——本工序余量；1-i l —— 前工序尺寸；i l —— 本工序尺寸；b) 零件对称结构的对称表面，其加工余量为双边余量，则有：i i i l l Z -=-12c) 回转体外圆表面，其加工余量为双边余量，则有：i i i d d Z -=-12d) 回转体内圆表面，其加工余量为双边余量，则有：12--=i i i D D Z3、余量公差上道工序尺寸公差。
本道工序尺寸公差；工序最小余量；工序最大余量；工序余量公差；式中：-----+=-=a b z ab z T T Z Z T T T Z Z T min max min max4、工序余量尺寸图4－21 被包容件的加工余量及公差图4－22 工序余量示意图a)被包容件粗、半精、精加工的工序余量；b)包容件粗、半精、精加工的工序余量；()()()；－精加工工序尺寸公差差；－半精加工工序尺寸公；－粗加工工序尺寸公差－毛坯工序尺寸公差；－精加工工序尺寸；－半精加工工序尺寸；粗加工工序尺寸；）－毛坯工序尺寸；（坯坯坯3213322112/T T T T D d D d D d D d - －毛坯余量；；－精加工工序标称余量量；－半精加工工序标称余；－粗加工工序标称余量0321Z Z Z Z二、工序余量的影响因素图4－23最小加工余量构成1、上工序的尺寸公差a T ；2、上工序产生的表面粗糙度y R （轮廓最大高度）和表面缺陷层深度a H ；（参考《机制工艺学》王先逵第二版P168表4－10）3、上工序留下的空间误差a e ，包括形状误差a η（为圆柱度形状误差）和位置误差a ρ（轴线歪斜所形成的位置误差）；4、本工序的装夹误差b ε；结论：工序加工余量计算公式（组成）：对于单边余量：()14cos min --⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅++++=αεb a a y a e H R T Z 对于双边余量：()24cos 2/min --⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅++++=αεb a a y a e H R T Z 上式中α为a e 、b ε的矢量和与m in Z 之间的夹角。
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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 寸大小和精度的影响。并且自然形成的尺 寸精度必然低于任何一个直接得到的尺寸 的精度。 • （ 2 ）尺寸链一定是封闭的且各尺寸 按一定的顺序首尾相接。
3 ．尺寸链的组成
• 组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环。图 9-33 中 A 1 、 A 2 、 A 0 都是尺寸链的环，它们可以分为： • （ 1 ）封闭环 在加工（或测量）过程中最后自然形成的环称为 • 封闭环。如图 9-33 中的 A 0 。每个尺寸链必须有且仅能有一个封闭 环，用 A 0 来表示。 • （ 2 ）组成环 在加工（或测量）过程中直接得到的环称为组成环。 尺寸链中除了封闭环外，都是组成环。按其对封闭环的影响，组成环 可分为增环和减环。 • ①增环 尺寸链中，由于该类组成环的变动引起封闭环同向变动， 则该类组成环称为增环，如图 9-33中的 A 1 ，增环用来表示。 • ②减环 尺寸链中，由于该类组成环的变动引起封闭环反向变动， 则该类组成环称为减环，如图9-33中的 A 2 。减环用来示
总余量与工序余量之间的关系：
Z总 Z1 Z 2 Z n Z i
i 1 n
•式中: • Zs—某加工表面的总余量； • n —该表面的机械加工工序数； • Zi—该表面第i个工序的加工余量。
工序余量有单边余量和双边余量之分
• 1.单边余量，即非对称表面的工序余量
• • • • • 对于外表面（图a） Zb=a-b 对于内表面（图b） Zb=b-a 式中 Zb—本工序的加工余量； a—前工序的工余尺寸； b—本工序的工余尺寸。
增环和减环的判别
•
为了简易地判别增环和 减环，可在尺寸链图上先 给封闭环任意定出方向并 画出箭头，然后以此方向 环绕尺寸链回路，顺次给 每个组成环画出箭头。此 时凡与封闭环箭头相反的 组成环为增环，相同的为 减环。如图所示。
Z min 2Ry (双边)
Zmin Ry (单边)
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。
3.经验法
由一些有经验的工艺设计人员或工人根据经 验确定余量。一般用于单件小批生产。源自三、工序尺寸及其公差的确定
• 工序尺寸是指某一工序加工应达到的尺寸， 其公差即为工序尺寸公差，各工序的加工余量确 定后，即可确定工序尺寸及公差。 零件从毛坯逐步加工至成品的过程中，无论 在一个工序内，还是在各个工序间，也不论是加 工表面本身，还是各表面之间，他们的尺寸都在 变化，并存在相应的内在联系。运用尺寸链的知 识去分析这些关系，是合理确定工序尺寸及其公 差的基础。
• 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， 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。
3）前工序留下的需单独考虑的空间误差εa • a.包括轴线直线度误差和各种位置误差； • b.这些误差可能是上工序加工方法带来的，也可 能是热处理后产生的，也可能是毛坯带来的。
• 4）本工序的安装误差εb。包括工件的定位误差 和夹紧误差。
工序余量的计算公式：
对于单边余量：
Z min Ta Ry H a | a b |
Zi
2.双边余量，即回转表面的加工余量
•
• •
• •
2Zb d a d b 对于轴（图c） 2Zb d b d a 对于孔（图d）
(轴) (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）。
• 图9-29
加工余量
影响加工余量的因素
Zmin Ta 2(Ry Ha ) 2 | a |
• 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：
Zmin Ry Ha (单边)
Zmin 2( Ry H a )(双边)
• 4）对于抛光，仅用于提高表面粗糙度，因 此
加工余量和工序尺寸确定
小组成员： XXX
指导老师：XXX
加工余量及工序间尺寸的确定
• 一、加工余量及其影响因素 • 二、确定加工余量的方法 • 三、工序尺寸及其公差的确定
一、加工余量的概念
• 1.加工余量的概念：
• 使加工表面达到所需的精度和表面质量而应切除的金 属层.
• （1）总余量和工序余量： • 毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差称为加工 总余量。 • 某一工序所切除的金属层厚度或相邻两工序 的基本尺寸之差称为工序余量。
对于双边余量：
Z min Ta 2( Ry H a ) 2 | a b |
二、确定加工余量的方法
1.分析计算法
1)采用浮动镗刀镗孔或浮动铰刀铰孔或拉刀拉孔, 由于这些方法不能纠正位置误差,公式可简化为:
Zmin Ta 2( Ry H a )
• 2）无心磨床磨外圆时无装夹误差，公 式可简化为：
•
工艺尺寸链的概念及计算公式
• （一）工艺尺寸链的概念 • 1 ．尺寸链的定义 • 在机器装配或零件加工过 程中，由相互连接的尺寸形成 的封闭尺寸组，称为尺寸链。 如图 9-33 所示，用零件的表面 1 定位加工表面 2 得尺寸 A1 ， 再加工表面 3 ，得尺寸 A2 ， 自然形成 A0 ，于是 A1 — A2 — A0 连接成了一个封闭的 尺寸组（图 9-33b ），形成尺 寸链。 • 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。