工序尺寸

确定加工余量、工序尺寸及其公差一、基本概念在由毛坯加工成成品的过程中，毛坯尺寸与成品零件图的设计尺寸之差就称为加工总余量（毛坯余量）；即为某加工表面上切除的金属层的总厚度。

相邻两工序的工序尺寸之差，即为后一道工序所切除的金属层厚度就称为工序余量。

旋转表面加工余量是从直径上考虑的，称为对称余量（双边余量）；平面的加工余量则是单边余量。

任何加工方法加工后的尺寸都会有一定的误差，因此需要确定各种加工方法的工序尺寸公差。

为了便于加工，对工序尺寸公差带一般都规定为“入体”（指向工件材料体内）的方向，即对于被包容面（如轴、键宽），工序尺寸公差带都取上偏差为零，即加工后的基本尺寸与最大极限尺寸相等。

对于包容面（如孔、键槽宽），工序尺寸公差带都取下偏差为零，即加工后的基本尺寸与最小极限尺寸相等。

毛坯尺寸的公差带常取对称偏差标注。

A、对于被包容面工序余量Z=上工序基本尺寸-本工序基本尺寸工序最大余量=上工序最大极限尺寸-本工序最小极限尺寸工序最小余量=上工序最小极限尺寸-本工序最大极限尺寸B、对于包容面工序余量Z=本工序基本尺寸-上工序基本尺寸工序最大余量=本工序最大极限尺寸-上工序最小极限尺寸工序最小余量=本工序最小极限尺寸-上工序最大极限尺寸二、加工余量的影响因素加工余量的大小对于工件的加工质量和生产率均有较大的影响。

加工余量过大，不仅增加了机械加工的劳动量，降低了生产率，而且增加材料、工具和电力的消耗，提高了加工成本。

若加工余量过粘，则既不能消除上工序的各种表面缺陷和误差，又不能补偿本工序加工时工件的装夹误差，造成废品。

因此，应当合理地确定加工余量。

确定加工余量的基本原则是：在保证加工质量的前提下越小越好。

三、确定加工余量的方法1、查表法2、经验估算法3、分析计算法四、确定工序尺寸及其公差零件图样上的设计尺寸及其公差是经过各加工工序后得到的。

每道工序的工序尺寸都不相同，它们是逐步向设计尺寸接近的。

为了最终保证零件的设计要求，需要规定各工序的工序尺寸及其公差。

工序余量确定之后，就可以计算工序尺寸。

工序尺寸公差的确定，则要依据工序基准或定位基准与设计基准是否重合，采取不同的计算方法。

1、基准重合时工序尺寸及其公差的计算计算顺序是：先确定各工序余量的基本尺寸，再由后往前逐个工序推算，即由零件上的设计尺寸开始，由最后一道工序开始向前工序推算，直到毛坯尺寸。

工序尺寸的公差则都按各工序的经济精度确定，并按“入体原则”确定上、下偏差。

例题1：某主轴箱箱体的主轴孔，设计要求为1006,0.8,JS Ra m φμ=加工工序为粗镗—半精镗—精镗—浮动镗等四道工序。

试确定各工序尺寸及公差。

解： 先根据有关手册及工厂实际经验确定各工序的基本余量，具体数值见下表中的第二列；再根据各种加工方法的经济精度表格确定各工序尺寸的公差。

具体数值见下表中的第三列；最后由后工序向前工序逐个计算工序尺寸，具体数值见下表中的第四列，并得各工序尺寸及其公差和Ra 值，见下表中第五列。

例题2：有一小轴，毛坯为热轧棒料在量生产的工艺路线为粗车—半精车—淬火—粗磨—精磨，外圆设计尺寸为00.01330mm φ-，已知各工序的加工余量和经济精度，试确定各工序尺寸及其偏差、毛坯尺寸及粗车余量，填入下表。

2、基准不重合时工序尺寸及公差的计算 工序基准或定位基准与设计基准不重合时，工序尺寸及其公差的计算比较复杂，需用工艺尺寸链来进行分析计算。

工艺尺寸链一、工艺尺寸链的定义和组成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封闭的尺寸组称为尺寸链。

2、尺寸链的组成1）环 列入尺寸链中的每一个尺寸。

2）封闭环 尺寸链中在装配或加工过程最后（自然或间接）形成的一环。

3）组成环 尺寸链中对封闭环有影响的全部环。

4）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。

同向变动是指该环增大时封闭环也增大，该环减小时封闭环也减小。

5）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。

反向变动是指该环增大时封闭环减小，该环减小时封闭环增大。

6）补偿环 尺寸链中预先选定的某一环，可以改变其大小或位置，使封闭环达到规定的要求。

（将在装配尺寸链中用到）。

二、尺寸链的特征和尺寸链图的作法1、尺寸链的特征1）封闭性 由于尺寸链是封闭的尺寸组，因而它是由一个封闭环和若干个相互连接的组成环所构成的封闭图形，具有封闭性。

不封闭就不成为尺寸链，一个封闭环有一个尺寸链。

2）关联性 由于尺寸链具有封闭性，所以尺寸链中各环都相互关联。

尺寸链中封闭环随所有组成环的变动而变动，组成环是自变量，封闭环是因变量。

2、尺寸链图尺寸链图是将尺寸链中各相应的环按大致比例，用首尾相接的单箭头线顺序画出的尺寸图。

用尺寸链图可以迅速地判断组成环的性质，在绘制尺寸链图时，用首尾相接的单向箭头顺序表示各环，从封闭环开始朝任一方向画一箭头，然后依次画出所有组成环箭头。

凡是与封闭环箭头方向同向的环是减环；与封闭环箭头方向反向的环是增环。

三、尺寸链的基本计算公式用极值法解算尺寸链封闭环的基本计算式是： 1、封闭环的基本尺寸根据尺寸链的封闭性，封闭环的基本尺寸就等于组成环基本尺寸的代数和，即:∑∑-+==-=1110n m i i m i i A A A1-1式中： 0A ——封闭环的基本尺寸；i A——增环的基本尺寸；i A——减环的基本尺寸；m ——增环的环数；n ——包括封闭环的内的总环数。

2、封闭环的极限尺寸若组成环中的增环都是最大极限尺寸，减环都是最小极限尺寸，则封闭环的尺寸必然是最大极限尺寸（故称极大极小法或极值法），即∑∑-+==-=11min 1max max0n m i i m i i A A A1-2同理∑∑-+==-=11max 1min min0n m i i m i i A A A1-3a) 封闭环的上偏差与下偏差最大极限尺寸减其最小极限尺寸就是上偏差，最小极限尺寸减其基本尺寸就是下偏差。

从公式1-1～1-3可得：∑∑-+==-=1110)()()(n m i i m i i A EI A ES A ES∑∑-+==-=1110)()()(n m i i mi i A ES A EI A EI式中：)(i A ES 和)(i A ES ——尺寸i A 和i A的上偏差；)(i A EI 和)(i A EI ——尺寸i A 和i A的下偏差。

4、封闭环的公差从上述的公式中可得：∑∑∑∑-+=-+===-+-=-11min 11max 1min 1max min0max 0)()(n m i i n m i i m i i m i i A A A A A A)()()(1110∑∑-+==-=n m i i mi i A T A T A T式中：)(i A T 和)(i A T ——尺寸i A 和i A的公差。

四、工艺尺寸链的应用和解决方法（一）工艺基准与设计基准重合时工艺尺寸链的建立和计算这种情况就是工序基准、定位基准、测量基准与设计基准重合，表面多次加工时工序尺寸及其公差的计算。

（二）工艺基准与设计基准不重合时工艺尺寸链的建立和计算1、测量基准与设计基准不重合时测量尺寸的换算 （1）测量尺寸的换算1）加工时的尺寸控制设计图样上根据装配要求标注尺寸40mm 和l5mm ，大孔深度尺寸未注。

零件上设计尺寸A1(40mm)、A2(l5mm)和大孔的深度尺寸形成零件尺寸链，此时加工如优先保证尺寸l5mm ，那么大孔深度尺寸Ao 是最后形成的封闭环，A1为增环，A2为减环。

由尺寸链的计算公式得基本尺寸 ∵ Ao= A1– A2 ∴ Ao=40–15=25（mm ）上偏差 ∵ ESAo= ESA1–EIA2 ∴ ESAo=0–（–0.36）=0.36（mm ） 下偏差 ∵ EI Ao= EIA1–ESA2 ∴ EIAo =-0.17–0=-0.17（mm ）故大孔深度（封闭环）尺寸 Ao= mm2）测量时的尺寸控制0.360.1725+-加工时，由于尺寸l5mm 测量比较困难，改用游标深度尺测量大孔深度，因而l5mm 就成为由上图所示工艺尺寸链的封闭环Ao ′，增环为A1′＝40mm ，减环为A2′。

此时由尺寸链的计算公式得：基本尺寸 ∵ Ao ′= A1′– A2′ ∴ A2′ =40–15=25（mm ）下偏差 ∵ ESAo ′= ES A1′–EI A2′ ∴ EI A2′ =ES A1′–ESAo ′=0–0=0（mm ） 上偏差 ∵ EIAo ′= EI A1′–ESA2′∴ ESA2′= EI A1′–EIAo ′=–0.17–（–0.36）=+0.19（mm ）故大孔深度尺寸 A2′= mm 。

3）比较比较大孔深度的测量尺寸A2′＝ mm 和原设计要求Ao= mm 可知，由于测量基准与设计基准不重合，就要进行尺寸换算。

换算的结果明显地提高了对测量尺寸的精度要求，其公差值减少了(2×0.17)mm ，此值恰是另一组成环Al(＝Al ′)公差的两倍。

4）假废品的分析对零件进行测量，当A 2′的实际尺寸在2519.00+mm 之间、A l ′的实际尺寸在40017.0-mm之间时，A 0′必在l5036.0-mm 之间，零件为合格品。

若A 2′的实际尺寸超出2519.00+mm 范围，但仍在原设计要求2536.017.0+-mm 之间，工序检验时将认为该零件为不合格品。

此时，检验人员将会逐个测量另一组成环A l ′，再由A l ′和A 2′的具体值计算出A 0′值，并判断零件是否合格。

假如A 2′的实际尺寸比换算后允许的最小值(A 2min ′＝25mm)还小0.17mm ，即A 2c ′=(25–0.17)mm ＝24.83mm ，如果A l ′刚巧也作到最小，即A l min ′＝(40–0.17)mm ＝39.83mm ，则此时A 0′的实际尺寸为A 0′＝A l min ′–A 2min ′＝ (39.83–24.83)mm ＝15mm 零件为合格品。

0.19025+0.19025+0.360.1725+-同样，当A2′的实际尺寸比换算后允许的最大值(A2max′＝25.19mm)还大0.17mm，即A2c′＝(25.19+0.17)mm=25.36mm，如果A1′刚巧也作到最大，即Almax′=40mm，则此时Ao′的实际尺寸为Ao′＝Almax′–A2max′＝(40–25.36)mm＝14.64mm 零件仍为合格品在实际加工中，由于测量基准与设计基准不重合，因而要换算测量尺寸。

如果零件换算后的测量尺寸超差，只要它的超差量小于或等于另—组成环的公差，则该零件有可能是假废品，应对该零件进行复检，逐个测量并计算出零件的实际尺寸，由零件的实际尺来判断合格与否例题：如图所示零件，除φ16H7 孔外各表面均已加工，现以K面定位加工φ16H7孔。