机械加(jia)工行业中(zhong)加(jia)工(gong)余(yu)量(liang)对加(jia)工(gong)精(jing)度的(de)影(ying)响！

       随着(zhe)对机(ji)械(xie)加工(gong)产品(pin)质量(liang)要(yao)求(qiu)的不断(duan)提(ti)高(gao)，人们(men)在(zai)探(tan)索(suo)提(ti)高(gao)产品(pin)质(zhi)量的方法和(he)措(cuo)施(shi)方面投入了(le)大量的时(shi)间和精(jing)力，但是却(que)忽(hu)视(shi)了(le)加(jia)工(gong)工艺(yi)过(guo)程中(zhong)加工余量(liang)对产品质(zhi)量的(de)影响(xiang)，认(ren)为(wei)在加(jia)工过程中(zhong)只(zhi)要(yao)有余量(liang)就不会对(dui)产品质(zhi)量(liang)产生多(duo)大(da)影(ying)响(xiang)。在实(shi)际机(ji)械产品(pin)加(jia)工(gong)过(guo)程(cheng)中发(fa)现(xian)，零件(jian)的(de)加工(gong)余量(liang)的(de)大(da)小直接影(ying)响着(zhe)产(chan)品质量(liang)。
      如果(guo)加工(gong)余量(liang)过小(xiao)则很(hen)难(nan)消除上(shang)道工(gong)序加(jia)工(gong)过(guo)程(cheng)中残(can)留(liu)的(de)形(xing)位误(wu)差(cha)和(he)表面缺(que)陷(xian)；而余量过(guo)大(da)，不仅(jin)要(yao)增加机(ji)械加(jia)工(gong)的工作(zuo)量(liang)，而(er)且(qie)还会增加材料(liao)、工(gong)具(ju)、能(neng)量(liang)消耗(hao)，更(geng)严重(zhong)的(de)是在(zai)加工(gong)过(guo)程中(zhong)因切(qie)除(chu)大量(liang)的(de)加(jia)工(gong)余量(liang)所产(chan)生(sheng)的(de)热(re)量会使(shi)零(ling)件(jian)变形，加大(da)零件(jian)的加(jia)工(gong)难度，影响产品质量(liang)，因(yin)此严(yan)格(ge)控制零件(jian)的加(jia)工余量(liang)很有必(bi)要。

1 加(jia)工(gong)余量的(de)概念(nian)

      加工(gong)余(yu)量是(shi)指(zhi)加工过(guo)程(cheng)中从加(jia)工表面(mian)切去的金(jin)属(shu)层(ceng)厚(hou)度。加工(gong)余量可(ke)分(fen)为工序(xu)加(jia)工余(yu)量(liang)和总加(jia)工(gong)余(yu)量(liang)。工(gong)序加(jia)工余量(liang)是(shi)指(zhi)某一(yi)表(biao)面在一道(dao)工(gong)序中所(suo)切除的(de)金(jin)属(shu)层厚(hou)度(du)，它(ta)取(qu)决(jue)于(yu)相(xiang)邻(lin)工(gong)序(xu)前(qian)后(hou)工序尺(chi)寸(cun)之差(cha)。总加工余(yu)量是(shi)指(zhi)零(ling)件从(cong)毛坯变(bian)为(wei)成(cheng)品(pin)的(de)整(zheng)个加工(gong)过(guo)程(cheng)中某(mou)一(yi)表面切(qie)除金属(shu)层的总(zong)厚(hou)度，也(ye)即(ji)是(shi)零件(jian)上同(tong)一(yi)表(biao)面(mian)毛坯尺寸和(he)零(ling)件尺(chi)寸之(zhi)差(cha)。总加工余(yu)量(liang)等于(yu)各工序(xu)加工余量(liang)之和。

      由于(yu)毛(mao)坯制(zhi)造(zao)和(he)各工(gong)序尺寸都不可避(bi)免(mian)地存(cun)在着(zhe)误(wu)差，因而无论总(zong)加工余(yu)量(liang)还是工序加工余量都是个变(bian)动值，出现(xian)了最小(xiao)加(jia)工(gong)余(yu)量(liang)和(he)最(zui)大(da)加(jia)工余量(liang)。加(jia)工(gong)余量(liang)及公(gong)差(cha)如(ru)图1所示。图中，最小(xiao)加(jia)工(gong)余量(liang)是(shi)前工(gong)序(xu)最小(xiao)工序(xu)尺寸和(he)本(ben)工(gong)序最大工(gong)序尺(chi)寸(cun)之差(cha)；最大(da)加工余量是(shi)指前工(gong)序最(zui)大工(gong)序尺(chi)寸(cun)和(he)本(ben)工(gong)序(xu)最(zui)小工(gong)序(xu)尺(chi)寸(cun)之差。工(gong)序(xu)加(jia)工余(yu)量(liang)的变动范(fan)围(最大加(jia)工量与(yu)最(zui)小(xiao)加工(gong)余量的(de)差(cha)值(zhi))等于前(qian)工序(xu)与(yu)本工序两工序尺寸公差之和(he)。工(gong)序尺寸的公(gong)差(cha)带(dai)一(yi)般(ban)规(gui)定(ding)在零件的(de)入(ru)体方(fang)向(xiang)。对(dui)于(yu)轴(zhou)类(lei)零(ling)件来说，其基本(ben)尺(chi)寸就是(shi)最(zui)大工序(xu)尺(chi)寸，而(er)对于(yu)孔(kong)来(lai)说(shuo)则是最小(xiao)工序尺寸(cun)。

2 加工余量对(dui)加(jia)工精度(du)的影(ying)响分析

2.1 加工(gong)余(yu)量(liang)过大对(dui)加工(gong)精(jing)度(du)的(de)影(ying)响(xiang)

      零件(jian)在机械加(jia)工(gong)过程中(zhong)必定(ding)会(hui)产(chan)生切削热(re)，这些切削热一部分被铁屑(xie)和(he)切削(xue)液带走(zou)，一部分(fen)传给(gei)刀具，还(hai)有一部(bu)分(fen)则传给(gei)工件(jian)，使(shi)零(ling)件(jian)的温度升高。温(wen)度的高(gao)低(di)与加工(gong)余量大(da)小有很(hen)大关系。加工(gong)余量(liang)大，粗加工时(shi)间必然会(hui)变(bian)长(zhang)，切削(xue)用量(liang)也会适当加(jia)大，导致切削热(re)不(bu)断(duan)增加，零件温度(du)不断(duan)升高(gao)。零(ling)件温(wen)度(du)升(sheng)高带来(lai)的(de)最大(da)危害(hai)就是使(shi)零(ling)件产生(sheng)变形(xing)，尤(you)其(qi)对(dui)温(wen)度(du)变化(hua)比较敏(min)感(gan)的材(cai)料(liao)(如(ru)：不(bu)锈(xiu)钢(gang))影(ying)响更(geng)大(da)，而(er)且这(zhe)种热(re)变形贯(guan)穿整个(ge)加(jia)工(gong)过(guo)程，使加工(gong)难度(du)增(zeng)加，产品质(zhi)量受(shou)影(ying)响(xiang)。

例(li)如，在(zai)加工丝(si)杆类(lei)细长(zhang)轴零件时，由(you)于(yu)采用的(de)是一夹(jia)一顶(ding)加(jia)工(gong)方(fang)法，长(zhang)度(du)方(fang)向的自由度受(shou)到(dao)了(le)限制(zhi)，此时(shi)工件温(wen)度(du)若过(guo)高(gao)则会产生热(re)膨(peng)胀。在(zai)长(zhang)度(du)方(fang)向(xiang)的(de)延伸(shen)受阻(zu)情况下(xia)，工(gong)件(jian)受应(ying)力(li)影(ying)响必然(ran)会(hui)产(chan)生弯(wan)曲(qu)变形(xing)，给后期(qi)加工带来(lai)很(hen)大(da)的(de)麻(ma)烦。受(shou)热(re)后(hou)工件弯(wan)曲(qu)变形(xing)图(tu)如图(tu)2所示。这时如(ru)继续(xu)加工，将(jiang)凸(tu)出部(bu)分加(jia)工(gong)直(zhi)至(zhi)成品(pin)，待(dai)冷(leng)却至常(chang)温后(hou)零(ling)件(jian)在应力(li)作用(yong)下又会产(chan)生(sheng)反向变(bian)形(xing)，造(zao)成形(xing)位(wei)误(wu)差(cha)而(er)影(ying)响质(zhi)量(liang)。常温(wen)后(hou)工(gong)件弯曲变(bian)形图(tu)如(ru)图(tu)3所示(shi)。直径方向膨胀后其增(zeng)大部(bu)分(fen)会被切(qie)除，待(dai)工件(jian)冷(leng)却后则产(chan)生(sheng)圆(yuan)柱(zhu)度(du)和尺寸(cun)误差。精(jing)密(mi)丝杆磨削时，工(gong)件的热变(bian)形还(hai)会引起(qi)螺(luo)距的(de)误差(cha)。

2.2 加工(gong)余量过小(xiao)对加(jia)工(gong)精度的影(ying)响(xiang)

      零(ling)件的(de)加工余(yu)量不能(neng)过大但(dan)也不能(neng)过小(xiao)，加工余量(liang)过小(xiao)则不(bu)能(neng)消(xiao)除前道工(gong)序加(jia)工(gong)过(guo)程中残(can)留的形(xing)位公(gong)差和(he)表面(mian)缺陷，从而(er)影响产品质(zhi)量(liang)。为(wei)了使(shi)零(ling)件(jian)的(de)加(jia)工质(zhi)量(liang)得到保证(zheng)，各(ge)工序所留(liu)最小加工余量(liang)应(ying)能(neng)保证前工(gong)序(xu)最小(xiao)加(jia)工(gong)余(yu)量的基本要(yao)求。某零件内(nei)孔最(zui)小加(jia)工(gong)余量(liang)构(gou)成因(yin)素(su)示意图(tu)如(ru)图4所(suo)示(shi)。图4a)为所要加工(gong)内(nei)孔的零件。如(ru)果(guo)该孔在前道(dao)工(gong)序加工(gong)时(shi)轴线(xian)o1-o1偏离基准轴(zhou)线o-o存(cun)在位置(zhi)误(wu)差(cha)n，且(qie)内(nei)孔存(cun)在(zai)圆柱(zhu)度误差p(如锥(zhui)度、椭圆(yuan)等)和表(biao)面(mian)粗糙(cao)度(du)误差h(如(ru)图4b)所(suo)示)，那(na)么(me)为(wei)了消(xiao)除镗(tang)孔(kong)前(qian)的(de)形位公(gong)差，镗(tang)孔工(gong)序(xu)的单(dan)边最(zui)小加(jia)工(gong)余(yu)量应(ying)包(bao)含(han)上(shang)述误(wu)差和缺陷的(de)数(shu)值(zhi)。考(kao)虑(lv)到(dao)本(ben)工序镗(tang)孔时(shi)工(gong)件不可(ke)避(bi)免地(di)存(cun)在(zai)着(zhe)安装(zhuang)误差(cha)，即原(yuan)孔轴线o-o与(yu)工(gong)件(jian)安装(zhuang)后的回(hui)转轴(zhou)线o′-o′间(jian)的(de)误(wu)差e(如(ru)图(tu)4c)所(suo)示(shi))，以(yi)及本(ben)工序(xu)镗(tang)孔时(shi)的尺寸公(gong)差(cha)t，因(yin)此(ci)本(ben)工(gong)序的(de)最小加(jia)工(gong)余量(liang)z可(ke)用(yong)下(xia)式表(biao)示(shi)：

z≥t/2+h+p+n+e (单(dan)面余(yu)量(liang))

                                                                                               图(tu)4 最(zui)小加工(gong)余(yu)量(liang)构成因(yin)素(su)图解

       对不(bu)同(tong)的(de)零件(jian)和不(bu)同(tong)的工序，上(shang)述(shu)误差(cha)的(de)数值(zhi)和表现形(xing)式也各(ge)有不同。在(zai)决定工序加工余量(liang)时(shi)应区(qu)别对(dui)待。例(li)如，细长轴(zhou)易(yi)弯曲变(bian)形(xing)，母线(xian)直线(xian)误差已超出(chu)直径尺(chi)寸(cun)公(gong)差范围(wei)，工(gong)序加工(gong)余(yu)量(liang)应适当(dang)放大(da)；对(dui)采(cai)用(yong)浮(fu)动绞(jiao)刀(dao)等工(gong)具(ju)以加(jia)工表(biao)面本(ben)身定位(wei)进行(xing)加工(gong)的工(gong)序，则(ze)可(ke)以不(bu)考(kao)虑安(an)装(zhuang)误(wu)差(cha)e的影(ying)响，工序(xu)加(jia)工余量(liang)可相应减(jian)小；对于(yu)某(mou)些主要用来降(jiang)低(di)表面(mian)粗(cu)糙度(du)的精加(jia)工(gong)工序,工序(xu)加(jia)工(gong)余量(liang)的大(da)小(xiao)仅仅(jin)与表面(mian)粗糙(cao)度(du)h有关(guan)。

3 加工余量的合(he)理选择(ze)

3.1 零(ling)件(jian)加工余(yu)量时(shi)的(de)原则

      零(ling)件加工余量(liang)的选(xuan)择(ze)与零(ling)件(jian)使用的(de)材料、尺寸大(da)小(xiao)、精(jing)度(du)等(deng)级(ji)、加(jia)工方法(fa)有(you)着很大的(de)关系，需视具体情(qing)况(kuang)而(er)定(ding)。在确定(ding)零(ling)件(jian)的(de)加(jia)工余量时一定(ding)要(yao)遵(zun)循(xun)以(yi)下(xia)原则(ze)：

(1)应采(cai)用(yong)最小的(de)加工(gong)余量(liang)，以求(qiu)缩(suo)短(duan)加(jia)工时间(jian)，并(bing)降(jiang)低零件的加(jia)工(gong)费用。

(2)应(ying)留(liu)有(you)充(chong)分(fen)的加(jia)工(gong)余(yu)量，特(te)别(bie)是(shi)最后(hou)的(de)工序(xu)。加(jia)工余(yu)量(liang)应能(neng)保证(zheng)图(tu)纸上(shang)所规定(ding)的(de)精(jing)度(du)和表面(mian)粗糙(cao)度(du)。

(3)确(que)定(ding)加工余(yu)量(liang)时(shi)应(ying)考(kao)虑(lv)到(dao)零(ling)件(jian)热处理(li)时(shi)引起(qi)的(de)变形，否(fou)则(ze)将(jiang)可能产(chan)生(sheng)废品(pin)。

(4)确定(ding)加(jia)工余量(liang)时(shi)应(ying)考虑到加(jia)工(gong)方法和设(she)备，以(yi)及(ji)加(jia)工(gong)过程中可能产(chan)生的(de)变形。

(5)确(que)定(ding)加工(gong)余(yu)量(liang)时应(ying)考虑(lv)到(dao)被加工零件的(de)大(da)小。零(ling)件(jian)愈(yu)大，则加工(gong)余(yu)量(liang)也(ye)愈(yu)大(da)。因为零(ling)件的尺寸增大(da)后(hou)，由切削(xue)力(li)、内应力等引(yin)起变形的(de)可能(neng)性(xing)也(ye)会(hui)增加(jia)。

3.2 确(que)定(ding)加(jia)工余(yu)量的方法(fa)

3.2.1 经验(yan)估计(ji)法

      经(jing)验估算法(fa)在生产实(shi)践(jian)中(zhong)比较(jiao)常用(yong)，是根(gen)据(ju)工(gong)艺(yi)人员(yuan)的(de)设计(ji)经验(yan)或(huo)与(yu)同(tong)类(lei)型(xing)零件进行(xing)比(bi)较(jiao)来确(que)定(ding)加(jia)工余量(liang)的方(fang)法(fa)。例如(ru)，在建船(chuan)舶(bo)中(zhong)舵杆、舵销、中间(jian)轴(zhou)、艉轴的(de)加(jia)工(gong)余量(liang)就是(shi)根据(ju)工(gong)艺人员(yuan)多(duo)年的设(she)计(ji)经(jing)验(yan)而(er)定(ding)的。考虑(lv)到工(gong)件(jian)的(de)重要(yao)性(xing)，加(jia)上(shang)体积(ji)庞(pang)大(da)、锻(duan)件(jian)毛(mao)坯应力(li)大等(deng)因(yin)素(su)的(de)影响(xiang)，粗车外(wai)圆(yuan)后留6 mm半精(jing)车(che)余(yu)量(liang)，半精(jing)车(che)后(hou)留3 mm精(jing)车(che)余量(liang)，精(jing)车留1 mm磨削余(yu)量。为了(le)防(fang)止(zhi)加工(gong)余(yu)量不(bu)够(gou)而(er)产(chan)生(sheng)废品，经(jing)验估(gu)计(ji)法所(suo)估加工(gong)余(yu)量一般(ban)偏大。此法(fa)常用(yong)于(yu)单(dan)件小批(pi)量生产(chan)。

3.2.2 查(cha)表(biao)修正(zheng)法(fa)

      查表修(xiu)正法(fa)是(shi)以生(sheng)产实(shi)践(jian)和(he)试(shi)验研(yan)究(jiu)积累(lei)的(de)有(you)关加工余(yu)量(liang)的(de)资(zi)料(liao)数据为(wei)基础(chu)编(bian)制(zhi)成表，结合实际(ji)加工(gong)情况(kuang)进(jin)行修订来(lai)确定加(jia)工余(yu)量的(de)方(fang)法，此法(fa)应用(yong)比较广泛。轴承零(ling)件粗车后精(jing)车外(wai)圆(yuan)和磨加(jia)工(gong)外(wai)圆加工(gong)余(yu)量(liang)分别见(jian)表(biao)1、表(biao)2。

3.2.3 分析(xi)计算(suan)法(fa)

      分析(xi)计算(suan)法(fa)是(shi)根据试(shi)验资(zi)料(liao)和计算公式(shi)对(dui)影响加工余(yu)量(liang)的各种(zhong)因(yin)素进(jin)行(xing)分析(xi)和(he)综(zong)合(he)计算(suan)确(que)定(ding)加工(gong)余量的方(fang)法。这种(zhong)方(fang)法确(que)定的(de)加(jia)工余量(liang)既准(zhun)确又经济(ji)合理，但(dan)需(xu)要积(ji)累(lei)比较全面(mian)的资料(liao)，没(mei)有以上(shang)两(liang)种(zhong)方(fang)法简单(dan)直(zhi)观，因此(ci)此(ci)法(fa)目前应(ying)用较少(shao)。
 

4 结(jie)语(yu)

       在实际(ji)生(sheng)产(chan)中(zhong)由于(yu)许多零件(jian)毛坯(pi)的制(zhi)作(zuo)方(fang)法(fa)都是(shi)临(lin)时(shi)确(que)定(ding)的，比(bi)如(ru)：离(li)心浇注(zhu)的不(bu)锈(xiu)钢(gang)套改(gai)用钢板卷(juan)制(zhi)后(hou)焊(han)接(jie)而(er)成；冷(leng)却(que)器端(duan)盖、电动(dong)机底座(zuo)、齿轮箱翻(fan)砂件(jian)改用焊(han)接(jie)件(jian)等(deng)。这(zhe)些零件(jian)在(zai)毛(mao)坯的(de)制(zhi)作(zuo)过程(cheng)中有许(xu)多(duo)不(bu)确(que)定因(yin)素，其形(xing)状(zhuang)误差(cha)很难(nan)预料(liao)，因此本文介(jie)绍的三(san)种(zhong)确定零(ling)件加(jia)工(gong)余量(liang)的(de)方法不适(shi)用这类零件(jian)的加工余量的确定(ding)，只(zhi)能(neng)在(zai)实际制作过程中(zhong)灵(ling)活(huo)掌握(wo)。

表(biao)1 轴类(lei)零件粗(cu)车(che)后(hou)精车(che)外圆(yuan)的加工(gong)余量 mm

表2 轴类零件(jian)磨(mo)加(jia)工(gong)外圆的(de)加(jia)工余(yu)量(liang) mm