1.4 加工余量的计算

1.4.1 加工余量的概念

为了保证零件的质量（精度和表面粗糙度值），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。

加工余量过大，材料浪费，成本增大；加工余量过小，不能纠正加工误差，质量降低。所以，应在保证质量的前提下，选择尽可能小的加工余量。

加工余量又有总余量和工序余量之分。

总余量：某一表面毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为总余量，以Z_总表示。

工序余量：相邻两工序的工序尺寸之差称为工序余量，以Z_i表示。

1.4.2 工序余量

工序余量是指相邻两工序的工序尺寸之差，如图1-15所示。

图1-15 工序余量

计算工序余量Z时，平面类非对称表面应取单边余量。

对于外表面：

对于内表面：

式中 Z——本工序的工序余量；

a——前道工序的工序尺寸；

b——本工序的工序尺寸。

旋转表面的工序余量则是对称的双边余量。

对于被包容面：

对于包容面

式中 Z——直径上的加工余量；

d_a——前道工序的加工直径；

d_b——本工序的加工直径。

由于工序尺寸有公差，故实际切除的余量大小不等。因此，工序余量也是一个变动量。

当工序尺寸用公称尺寸计算时，所得的加工余量称为基本余量或者公称余量。

保证该工序加工表面的精度和质量所需切除的最小金属层厚度称为最小余量Z_min。该工序余量的最大值则称为最大余量Z_max。

图1-16所示为工序余量与工序尺寸的关系。

图1-16 工序余量与工序尺寸的关系

工序余量与工序尺寸及公差的关系如下：

由此可知

式中 T_a——前道工序尺寸的公差；

T_b——本工序尺寸的公差；

T_Z——本工序的余量公差。

即余量公差等于前道工序与本工序的尺寸公差之和。

为了便于加工，工序尺寸公差都按“入体原则”标注，即被包容面的工序尺寸公差取上极限偏差为零；包容面的工序尺寸公差取下极限偏差为零；而毛坯尺寸公差按双向布置上、下极限偏差。

1.4.3 影响加工余量的因素

影响工序加工余量的因素可归纳为下列几点：

1）上道工序形成的表面粗糙度Ra和表面缺陷层深度D_a。

2）上道工序形成的形状误差和位置误差ρa。

3）上道工序的工序尺寸公差T_a。

4）本工序的装夹误差ε_b。

因此，本工序的加工余量必须满足：

对双边余量：

对单边余量：

1.4.4 加工余量的确定

（1）分析计算法 该法是根据加工余量计算公式和一定的试验资料，通过计算确定加工余量的一种方法。采用这种方法确定的加工余量比较经济合理，但必须有比较全面可靠的试验资料及先进的计算手段方可进行，故目前应用较少。

（2）查表修正法 根据生产实践和试验研究，已将毛坯余量和各种工序的工序余量数据汇集于手册。确定加工余量时，可从手册中获得所需数据，然后结合工厂的实际情况进行修正。查表时应注意表中的数据为公称值，对称表面（轴、孔等）的加工余量是双边余量，非对称表面的加工余量是单边余量。这种方法目前应用最广。

（3）经验估计法 此法是根据实践经验确定加工余量。为防止加工余量不足而产生废品，往往估计的数值总是偏大，因而这种方法只适用于单件、小批生产。

在确定加工余量时，总加工余量和工序加工余量要分别确定。总加工余量的大小与选择的毛坯制造精度有关。用查表法确定工序加工余量时，粗加工工序的加工余量不应查表确定，而是用总加工余量减去各工序余量求得，同时要对求得的粗加工工序余量进行分析，如果过小，要增加总加工余量；过大，应适当减小总加工余量，以免造成浪费。