工序尺寸及公差的确定
工序尺寸及其公差确定
工序尺寸及其公差确定摘要:确定每道工序的工序尺寸及其公差是制定工艺规程的重要工作。
合理的工序尺寸及其公差是保证零件加工精度的重要基础,有利于减少废品,降低材料消耗,提高经济效益。
本文通过采用余量法、引用法、查表修正法等,对工序尺寸及其公差确定的方法步骤进行了综合性探讨。
关键词:尺寸公差工序1 引言实际生产中,因零件不同,确定工序尺寸及其公差的方法不一致。
确定工序尺寸及其公差常用方法有三种:引用法、余量法和工艺尺寸链法。
引用法是直接引用零件图上的设计尺寸及其公差作为工序尺寸及其公差。
主要用于定位基准与设计基准重合时,零件加工的最后一道工序或零件表面只加工一次的工序。
余量法是确定工序余量后,确定工序尺寸及其公差的方法,是实际生产中应用较多的方法。
适用于定位基准与设计基准重合时零件加工各工序。
2 确定工序尺寸及其公差的方法步骤2.1 确定加工工艺路线零件加工工艺路线是零件加工工艺的总体设计。
合理制定加工工艺路线,有利于充分利用人员、设备、工艺装备等资源;有利于保证零件加工质量,提高生产效率。
制定零件表面加工工艺路线主要是根据零件表面的技术要求。
零件表面技术要求高,工艺路线长,工序尺寸及其公差多。
另外,制定零件表面加工工艺路线时,还应考虑生产纲领、工件材料、热处理状态和具体生产条件等。
2.2 确定工序余量工序余量是指某一道工序中所切除的金属层厚度。
确定加工余量的方法有经验估计法、查表修正法和分析计算法。
生产中常用查表修正法。
根据零件表面尺寸、加工精度、生产纲领等要求,按照已确定的加工路线,采用查表修正法,确定每道工序的加工余量。
2.3 确定工序尺寸根据零件图,按包容面与被包容面分别计算出零件各表面工序尺寸。
对于被包容面,工序尺寸由最终工序的工序尺寸开始,依次加上本道工序的工序加工余量,就是前道工序的工序尺寸,从而计算出各道工序的工序尺寸;对于包容面,工序尺寸由最终工序的工序尺寸开始,依次减去本道工序的工序加工余量,就是前道工序的工序尺寸,从而计算出各道工序的工序尺寸。
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。
工序尺寸及其公差的确定
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机 工序尺寸及其公差的确定
械 制 造 技 术
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机 工序尺寸及其公差的确定
械
制
造
3、从尚需继续加工表面标注工序尺寸的计算
技
术
在零件加工中，有些加工表面的测量基面或定位基面是一些尚需继续加工
的表面。当加工这些基面时，不仅要保证本工序对该加工表面的一些精度
要求，而且同时还要保证原加工表面的要求，即一次加工后要同时保证两
至小于一个组成环的公差时（如第二组或第三组设计尺寸），则不仅要提高
本工序尺寸x的加工精度，而且要提高前工序（或工步）的工序尺寸 的加工
精度。
学 习 任 务
机 工序尺寸及其公差的确定
械
制
造
（2）定位基准和设计基准不重合的尺寸换算
技
术
零件加工中，当加工表面的定位基准与设计基准不重合时，也需要进行一
定的尺寸换算。
机 工序尺寸及其公差的确定
械 制 造 技 术
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机 工序尺寸及其公差的确定
械 制 造 技 术
学 习 任 务
机 工序尺寸及其公差的确定
械
制
造
从上述三组尺寸的换算可以看出：通过尺寸换算来间接保证封闭环的要求，
技 术
必须要提高组成环的加工精度。当封闭环的公差较大时（如第一组设计尺
寸），仅需要提高本工序（车端面C）的加工精度；当封闭环的公差等于甚
一定的渗层深度。为此，必须合理地确定渗前加工的工序尺寸和热处理时的
渗层深度。
学 习 任 务
机 工序尺寸及其公差的确定
械 制 造 技 术
学 习 任 务
机 工序尺寸及其公差的确定
械 制 造 技 术
1-4 加工余量、工序间尺寸及公差的确定
n
tm ta 1 tsu 100
2、提高生产率的措施
(1) 缩短基本时间： 1）采用精铸、精锻的毛坯件，实施无切屑或少 切屑加工； 2）合理选择切削条件，确定合理的切削用量； 3）采用多刀多刃切削，多件同时加工； 4） 缩短工作行程； 5）在可行条件下，采用先进切削技术，如高速 切削、强力切削与大进给切削等。
1.0 IT9 0.062
1.7 IT12 0.250 47.7-1.0=46.7 3.0 IT15 1.0 46.7-1.7=45.0
0
Φ 45 ±0.5
四、工艺装备的选择
工艺装备： 机床、夹具、量具、刀具、辅具
1.机床的选择
(1) (2) (3) (4) (5) 机床的尺寸规格要与被加工的零件尺寸相适； 机床精度要与被加工零件的加工要求相适应； 机床的生产率与被加工零件的生产纲领相适应； 机床的选用要考虑节省投资和适当考虑生产的发展; 改（扩）建车间，要充分利用原有设备。
1.时间定额的组成
（2）辅助时间ta（单位：min） 如: 装卸工件、 开停机床、 改变切削用量、 进退刀具、 测量工件等 基本时间+辅助时间=工序作业时间
1.时间定额的组成
（3）布置工作地时间ts（单位：min） 如：更换刀具、 润滑机床、 清理切屑、 收拾工具等 布置工作地时间ts=工序作业时间×α %
二、工序余量的确定
3。经验法 由工艺技术人员和有经验的操作工人，根 据经验确定的工序余量。这种方法往往具 有某些不确定性，不够准确。通常用于单 件或临时性零件的加工。
三、工序尺寸与公差的确定
1。确定各加工工序的加工余量
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、工序尺寸和公差范围。
在确定加工余量时，需要考虑到零件的材料、加工工艺和加工设备的精度等因素。
一般来说，对于精密零件，加工余量要尽量小，以减少修正工序的次数，提高加工效率和精度；而对于一般零件，加工余量可以适当放大，以提高加工的容错能力。
在确定工序尺寸和公差时，需要充分考虑到每个工序的加工精度和工艺特点，尽量减小工序间的误差传递，保证每个工序加工出来的零件都能满足设计要求。
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
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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。
新能源汽车制造技术教学课件：3-4工序间尺寸及其公差的确定
01.3-4工序间尺寸及其公差的确定
（3）确定工序公差 最终加工工序尺寸公差等于设计尺寸公差，其余各加工工序按各自所采用加工方法的加工经济精度 确定工序尺寸公差。
（4）标注工序尺寸公差 最终加工工序尺寸的公差按设计尺寸标注，其余工序尺寸公ห้องสมุดไป่ตู้按“入体原则”标注。
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工序间尺寸及其公差的确定
01.3-4工序间尺寸及其公差的确定
工序尺寸是工件在加工过程中各工序应保证的加工尺寸，与之相应的公差即工序尺寸的公差。工 序尺寸及其公差的确定，不仅取决于设计尺寸、加工余量及各工序所能达到的经济精度，而且还与定位 基准、工序基准、测量基准、编程原点的确定及基准的转换有关。
工序尺寸及其公差的计算分两种情况：工艺基准和设计基准重合情况下工序尺寸与公差的确定， 工艺基准和设计基准不重合情况下工序尺寸与公差的确定。
01.3-4工序间尺寸及其公差的确定
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。
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。
机械加工工艺培训1.5.2确定主轴孔的工序尺寸及公差
图示为某主轴箱体零件上的主轴孔示意图，该 孔加工工艺路线为：毛坯—粗镗—半精镗—精镗— 浮动镗，确定该孔的工序尺寸及公差。
• 工序尺寸 ：工件上的设计尺寸一般要经过几道工 序的加工才能得到，每道工序所应保证的尺寸。
• 编制工艺规程的一个重要工作就是要确定每道工序 的工序尺寸及公差。
Φ 28 ±0.5
任务实施：
（1）根据各工序的加工特点，查表得到各工序的加工 余量分别为8、5、2.4、0.5、0.1。 （2）确定各工序的尺寸公差及表面粗糙度。先查表确 定各工序的经济加工精度，分别为未注公差、H13、H11、 H9、H7。再查表确定各工序的经济粗糙度，分别为未注、 Ra12.5μm、 Ra6.3μm、Ra1.6μm、Ra0.8μm。 （3）根据查得的余量计算各工序的工序尺寸。 （4）确定各工序尺寸的上下偏差。按“单向入体”原 则，对于孔，基本尺寸值为公差带的下偏差，上偏差取 正值。对于毛坯，尺寸偏差应取双向对称偏差。
Байду номын сангаас
工序尺寸及公差的计算（单位：mm）
工序 工序 名称 余量
工序的经 济精度
工序基本尺寸 工序尺寸及偏差
磨削 0.3 IT7 0.021
精车 0.8 IT10 0.084
粗车 1.9 IT12 0.210
毛坯
IT14 1.0
工序尺寸及公差的计算（单位：mm）
工序 工序 名称 余量
工序的经 济精度
工序基本尺寸 工序尺寸及偏差
磨削 0.3 IT7 0.021 精车 0.8 IT10 0.084 粗车 1.9 IT12 0.210
25.00 25+0.3=25.3 25.3+0.8=26.1
第五节 工序尺寸及其公差的确定
第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸是加工过程中各个工序应保证的加工尺寸，其公差即工序尺寸公差。
正确地确定工序尺寸及其公差，是制订工艺规程的重要工作之一。
零件的加工过程，是毛坯通过切削加工逐步向成品过渡的过程。
在这个过程中，各工序的工序尺寸及工序余量在不断地变化，其中一些工序尺寸在零件图纸上往往不标出或不存在，需要在制定工艺过程时予以确定。
而这些不断变化的工序尺寸之间又存在着一定的联系，需要用工艺尺寸链原理去分析它们的内在联系，掌握它们的变化规律。
运用尺寸链理论去揭示这些尺寸之间的联系，是合理确定工序尺寸及其公差的基础。
一、工艺尺寸链的基本概念（一）尺寸链的定义下面先就图5—17所示零件在加工和测量中有关尺寸的关系，来建立工艺尺寸链的定义。
图 图 图5—17 a ）所示为一定位套，0A 与1A 为图样已标注的尺寸。
当按零件图进行加工时，尺寸0A 不便直接测量。
如欲通过易于测量的尺寸2A 进行加工，以间接保证尺寸0A 的要求，则首先需要分析尺寸1A 、2A 和0A 之间的内在关系，然后据此计算出尺寸2A 的数值。
又如图5—18 a ）所示零件，当加工表面C 时，为使夹具结构简单和工件定位稳定可靠，若选择表面A 为定位基准，并按调整法根据对刀尺寸2A 加工表面C ，以间接保证尺寸0A 的精度要求，则同样需要首先分析尺寸1A 、2A 和0A 之间的内在关系，然后据此计算出对刀尺寸2A 的数值。
我们将互相关联的尺寸（1A 、2A 和0A ）以一定顺序首尾相接排列成一封闭的尺寸组，称为零件的工艺尺寸链。
图5—17 b ）和图5-18 b ）所示，即为反映尺寸1A 、2A 、0A 三者关系的工艺尺寸链简图。
由上述两例可以看出，在零件的加工过程中，为了加工和测量的方便，有时需要进行一些工艺尺寸的计算。
利用工艺尺寸链就可以方便地对工艺尺寸进行分析计算。
（二）尺寸链的组成1． 环是指列入尺寸链中的每一个尺寸。
例如，图5-17（b ）中的1A 、2A 和0A 都称为尺寸链的环，尺寸链至少由三个环构成。
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。
工序尺寸及其公差的确定
.
example
数控加工工艺学
.
1.1 工艺尺寸链
在零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成 封闭的尺寸组称为尺寸链
.
1.1 工艺尺寸链
尺寸 链的 组成
环
封闭环 组成环 增环
减环 补偿环
.
example
封闭环：尺寸链中在装配过 程或加工过程最后（自然或
间接）形成的一环
增环
减环
环 组成环：尺寸链中对 封闭环有影响的全部 环
.
尺寸链的特性
.
工艺尺寸链计算的基本公式
▪ 尺寸链的计算，是指计算封闭环与组成环的基本尺寸、公差及 极限偏差之间的关系。尺寸链的计算，是指计算封闭环与组成环的 基本尺寸、公差及极限偏差之间的关系。工艺尺寸链常见的有直线 尺寸链和平面尺寸链，其中，直线尺寸链最常见，它是指各环尺寸 方向一致的尺寸链。尺寸链的计算方法有极值法和统计法两种，对 于环数少的尺寸链常用极值法计算，对于环数多的尺寸链用统计法 计算。
▪ （1）正计算形式
已知各组成环的基本尺寸、公差及极限偏差， 求封闭环的基本尺寸、公差及极限偏差。
.
1.2 工序尺寸及其公差的确定
（2）反计算形式
已知封闭环的基本尺寸、公差及极限偏差，求各 组成环的基本尺寸、公差及极限偏差。
.
1.2 工序尺寸及其公差的确定
（3）中间计算形式
已知封闭环和部分组成环的基本尺寸、公差及极 限偏差，求其余组成环的基本尺寸、公差及极限偏 差。
数控加工工艺学
.
工序尺寸及其公差的确定
工序尺寸是加工过程中各个工序应保证的加工 尺寸，其公差即工序尺寸公差。正确地确定工序尺 寸及其公差是制订工艺规程的重要工作之一。零件 的加工过程，是毛坯的形状和尺寸通过切削加工逐 步向成品演变的过程。
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。
工序尺寸及公差的确定
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。
一、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 3-78 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 3-78b ），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。
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 3-78 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 3-78 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 3-78 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 3-78 中的 A 1 ，增环用来表示。
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。
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加工零件上下表面的工艺路线为： 1、毛坯锻造 2、以下表面定位铣上面 3、以上表面定位铣下面 4、以上表面定位磨下面
零件图上只标注出了设计尺寸， 其余尺寸未知，应如何确定工 艺过程中所需的各有关工序尺 寸及其公差呢？
具体方法如下
1、确定加工总余量和各工序（工步）余量 2、确定各工序尺寸的公差 3、计算各工序尺寸 4、标注工序尺寸公差
（1）正计算 （2）反计算 （3）中间计算
（二）工艺尺寸链的应用和解算方法
下面介绍三种典型工艺尺寸链的建立和计算方法 1、测量基准与设计基准不重合时工艺尺寸链的建立和计算 例：前面已述的套筒零件的加工，即属此种情况。 解：（分析略） （1）建立尺寸链，画尺寸链图 封闭环：10，增环：50，减环：A1 （2）计算 （3）验算 计算正确。
4) 增环 尺寸链中某组成环的变动，若引起封闭环的同向变动，则 该组成环为增环。 同向变动是指，在其余组成环大小不变时，该环增大封闭 环随之增大，该环减小封闭环随之减小。
5) 减环 尺寸链中某组成环的变动，若引起封闭环的反向变动，则 该组成环为减环。 反向变动是指，在其余组成环大小不变时，该环增大封闭 环随之减小，该环减小封闭环反而增大。
一、引用法
直接引用零件图上给出的设计尺寸及其 公差作为工序尺寸及其公差的方法
例：如图示零件。以A、B面 为定位基准钻ф10孔工序。
结论：当某些表面只需进行一 次加工（或多次加工中的 最后一次加工），且定位 基准与设计基准重合时， 均可采用此方法确定工序 尺寸及其公差。
二、余量法
在确定工序余量的同时，同步确定工序 尺寸及其公差的方法
组成
尺寸链
环
封闭环
增环
组成环
减环
1） 环 列入尺寸链中的每一尺寸均称为环。环分 为封闭环和 组成环两种。
2）封闭环 封闭环是尺寸链中在设计、装配或加工过 程中最后（自 然或间接）形成的一个环。一个尺寸链必有且只有一个封 闭环。
确定封闭环的关键是， 正确理解“最后、自然、 间接”的含义本质
3) 组成环 尺寸链中除封闭环外的其余环均为组成环。组成环对封闭 环有影响，任一组成环的变动必然引起封闭环的变动。组 成环又可分为增环和减环。
【教学内容摘要】 本课题主要阐述加工余量及其确定方法，工序尺寸及其公差的确定原理，工艺卡 片填写的主要内容，以及工序所用机床设备、工艺装备（即刀具、夹具、量具等） 选用原则，和合理确定切削用量和时间定额等。
【教学重点、难点】 本课题教学重点和难点是用工艺尺寸链法确定工序尺寸及其公差。
【教学方法和使用教具】 讲授法、讲练。
例：某零件上一孔的设计要求为Φ100 ，Ra值为0.8μm， 毛坯为铸铁件，其加工工艺路线为：毛坯——粗镗——半 精镗——精镗——浮动镗。求各工序尺寸及其公差。
分析计算 （自己动手）
结论：当基准重合，表面需多次加工时，工序尺寸及其公差 的确定只需考虑每次加工时的加工余量和所能达到的经济 精度，并由最后一次加工开始向前推算，直到毛坯尺寸。
2、定位基准与设计基准不重合时工艺尺寸链的建立和计算
例：如图示零件，当表面A、 B、C均已加工完后，最 后一道工序是镗孔 Ф100H7。镗孔时，为 使工件装夹方便，不选 Ф100H7孔的设计基准 为定位基准，而选底面A 为定位基准。试计算工 序尺寸及公差。
解：（略）
3. 从尚需继续加工的表面标注工序尺寸时工艺尺 寸链的建立和计算
（包容表面）Zb=b–a。 ► 式中：
Zb——本工序的工序余量； a ——前工序的工序尺寸； b ——本工序的工序尺寸。
► 对于内孔、外圆等回转表面，其加工余量是双边余量，即 相邻两工序的直径差。
► 其中对于外圆2Zb=da-db，而对于内孔2Zb=db-da， ► 式中：
2Zb——直径上的加工余量； da ——前工序加工直径； db ——本工序加工直径。
2、刀具的选择 ► 一般选用标准刀具，必要时可选择各种高生产率的复
合刀具及其它一些专用刀具。 ► 刀具的类型、规格及精度应与工件的加工要求相适应。 3、量具的选择 ► 单件小批生产应选用通用量具，如游标卡尺、千分尺、
千分表等。 ► 大批量生产应尽量选用效率较高的专用量具，如极限量
规、专用检验夹具和测量仪器等。 ► 所选量具的量程和精度要与工件的尺寸和精度相适应。
假废品分析
在加工时，如50的尺寸合格，大孔深度尺寸A1在40的范 围内，则设计尺寸10必是合格的。但当A1的实际尺寸为 40.25mm时，显然超出了40mm的范围（不合格）， 此时另一个组成环50mm的实际尺寸只要在49.89～ 50mm的范围内（显然它也是合格尺寸），则设计尺寸 10mm也是合格的。这一现象称为假废品现象。
适应 2. 所选机床的技术规格应与工件的尺寸型别相
适应 3. 所选机床的生产率和自动化程度应与零件的
生产纲领相适应 4. 机床的选择应与现场生产条件相适应
二、工艺装备的选择 1、夹具的选择 ► 单件小批生产应尽量选择通用夹具。例如，各种卡盘、
虎钳和回转台等。如条件具备，可选用组合夹具，以提 高生产率。 ► 大批量生产，应选择生产率和自动化程度高的专用夹具。 ► 多品种中小批量生产可选用可调整夹具或成组夹具。 ► 夹具的精度应与工件的加工精度相适应。
1、前工序留下的表面粗糙度和表面缺陷层 2、前工序的尺寸公差 3、前工序的形位误差 4、本工序的装夹误差 5、其它特殊因素
三、确定加工余量大小的方法
► 1、经验估计法 ► 2、查表修正法 ► 3、分析计算法
问题二：工序尺寸及其公差的确定
工序尺寸是指每道工序加工后应达到的加工尺寸。
合理确定工序尺寸及其公差是制订工 艺规程的重要工作之一，也是保证加 工精度的重要基础。不同情况下工序 尺寸及其公差的确定方法是不同的， 现归纳为以下三种方法予以介绍。
2、加工总余量 ► 加工总余量指加工过程中从加工表面切去的材料层总厚度。
其大小等于毛坯尺寸和零件图上相应的设计尺寸之差，也 等于各工序余量之和。
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Z Zi i 1
二、影响加工余量大小的因素
加工余量的大小对于零件的加工质量和生产率均 有较大的影响。为了合理确定加工余量，必须了 解影响加工余量的各项因素
上述这类工序尺寸就需要用 工艺尺寸链法来计算。这类 工序尺寸为工艺基准与设计 基准不重合时的工序尺寸。
(一) 工艺尺寸链的基本知识
1、尺寸链的概念、种类和特征
在机器装配或零件加工过程中，由相互联系且按一定顺序 排列的尺寸形成的封闭尺寸图形，称为尺寸链。
为便于分析和计算尺寸链，对尺寸链中的各尺寸 作如下定义：
【教学内容】
问题一：加工余量的确定
一、加工余量的概念 加工余量是指加工过程中从加工表面切去的材料层厚度。
加工余量
工序余量 加工总余量 工步余量
1、工序余量 ► 工序余量是指在一道工序中，从某一加工表面切除的材料
层。其大小等于相邻两工序的工序尺寸之差。 ► 对于非对称的加工表面，加工余量是单边余量。 ► 其中对于外表面（被包容表面）Zb=a–b，而对于内表面
三、切削用量的确定 ► 单件小批生产时，常不具体规定切削用量，而由操
作者根据具体情况自行确定。 ► 批量较大时，特别是组合机床、自动机床、数控机
床及多刀加工工序的切削用量，应科学、严格地确 定。一般来说，确定切削用量的基本原则是：
1、粗加工时，应优先考虑采用大的背吃刀量（切 削深度），其次考虑采用较大的进给量，最后 根据刀具的耐用度要求，确定合理的切削速度。
► 完成一个工件的一道工序的时间称为单 件时间Tt 。
单件时间Tt包括如下组成部分：
1、基本时间Tm 基本时间是直接改变生产对象的尺寸、形 状、相对位置、表面状态或材料性质等 工艺过程所消耗的时间。对于机械加工 来说，是指从工件上切除金属层所耗费 的时间，其中包括刀具的切入和切出时 间。
2、辅助时间Ta
2、半精加工、精加工时，一般多采用较小的背吃 刀量（切削深度）和进给量，兼顾必要的刀具 耐用度和生产率要求，确定合理的切削速度。
3、在采用组合机床、自动机床、数控机床等多刀 具同时加工时，切削用量要比采用一般普通机 床加工时低一些。
四、时间定额的确定
► 时间定额是指在一定生产条件下，规定 生产一件产品或完成一道工序所需消耗 的时间。
三、工艺尺寸链法
例：如图示套筒零件， 毛坯为棒料，机械加 工工艺路线为： 车 左端面—车外圆—调 头车右端面，保证设 计尺寸50 —钻小孔 Ф10—镗大孔Ф20。
由于小孔Ф10直径小，在加工Ф20孔底面C时， 由于设计尺寸10 不便测量而无法直接保证其精 度要求。由于Ф20孔的深度可用深度游标卡尺 方便地测出，因此设计尺寸10 可以通过保证 设计尺寸50 和Ф20孔的深度尺寸而间接得到 保证。那么，在加工Ф20孔时，其深度尺寸及 其公差应为多少时，在50 尺寸合格的情况下， 设计尺寸10也一定能保证合格呢？
尺寸链图画法 封闭环、增环、减环的表示法
判别组成环增减性的方法：
► 直接用上述定义判别 ► 是用环绕法（箭头法）判别 环绕法（箭头法）的具体做法是： ► 先按封闭环的尺寸标注方向给封闭环任意确定一
个方向，然后沿该方向环绕尺寸链一周，在此过 程中，遇到一个环，就沿环绕方向给该环定一个 方向。凡某一环的方向与封闭环的方向相反，该 环即为增环，反之，即为减环。
结论
由此可见，在实际加工时，当按工艺尺寸链换 算出的工艺尺寸的实际值超出了换算出的公差范 围时，还不能简单地认为该零件不合格，应逐个 测量出各组成环的具体值，并算出间接获得的设 计尺寸的实际值，才能最终判别零件上要求的设 计尺寸是否合格。因此，当出现假废品时，对零 件进行最后复检很有必要，可防止将实际上的合 格品当作废品处理而造成浪费。
②关联性 尺寸链中的任意一个组成环发生变化，封闭环都将随之发生 变化，它们相互之间是关联的，组成环是自变量，封闭环是 因变量。