隨著對加工產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，人們投入了大量的時間和精力探索提高產(chǎn)品質(zhì)量的方法和措施，卻忽略了加工余量對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，認為只要加工過程中有余量，就不會對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生太大的影響。在機械產(chǎn)品的實際加工過程中，發(fā)現(xiàn)零件的加工余量直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。

如果加工余量過小，就很難消除前道工序中殘留的形位誤差和表面缺陷。過大的余量不僅會增加加工的工作量，還會增加材料、刀具和能源的消耗。更有甚者，切除大量加工余量產(chǎn)生的熱量會使零件變形，增加零件的加工難度，影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，必須嚴(yán)格控制零件的加工余量。

1加工余量的概念

加工余量是指在加工過程中從加工面上切下的金屬層的厚度。加工余量可分為工序加工余量和總加工余量。加工余量是指在一道工序中從某一表面去除的金屬層厚度，取決于相鄰工序前后工序尺寸的差異?？偧庸び嗔渴侵噶慵拿鞯匠善返恼麄€加工過程中，從某一表面去除的金屬層的總厚度，即零件同一表面上毛坯尺寸與零件尺寸之差?？偧庸び嗔康扔诿康拦ば蚣庸び嗔康目偤?。

由于毛坯制造和各工序尺寸不可避免地存在誤差，所以總加工余量和工序加工余量都是變量值，出現(xiàn)了最小加工余量和最大加工余量。加工余量和公差如圖1所示。圖中，最小加工余量是前一道工序的最小工序尺寸與本道工序的最大工序尺寸之差；最大加工余量是指前一道工序的最大工序尺寸與本道工序的最小工序尺寸之差。加工余量的變化范圍(最大加工量和最小加工余量之差)等于前一道工序和當(dāng)前工序的尺寸公差之和。一般來說，工藝尺寸的公差帶是在零件進入機體的方向上規(guī)定的。對于軸類零件，其基本尺寸為最大工藝尺寸，對于孔，為最小工藝尺寸。

2加工余量對加工精度的影響分析

2.1加工余量過大對加工精度的影響零件在加工過程中不可避免地會產(chǎn)生切削熱。這種切削熱一部分被鐵屑和切削液帶走，一部分傳遞給刀具，一部分傳遞給工件，會使零件溫度升高。溫度與加工余量密切相關(guān)。如果加工余量大，粗加工時間必然變長，切削量也要適當(dāng)增加，導(dǎo)致切削熱增加，零件溫度升高。零件溫度升高帶來的最大危害就是會變形，尤其是對溫度變化敏感的材料(如不銹鋼)。而且這種熱變形貫穿整個加工過程，增加了加工難度，影響了產(chǎn)品質(zhì)量。

比如加工螺桿等細長軸類零件時，由于一頂一夾的加工方式，長度方向的自由度受到限制，此時如果工件溫度過高，就會產(chǎn)生熱膨脹。在長度方向上的延伸受阻的情況下，工件在應(yīng)力的影響下不可避免地會發(fā)生彎曲變形，給后期的加工帶來很大的麻煩。工件加熱后的彎曲變形圖如圖2所示。此時，如果繼續(xù)加工，突出部分將被加工，直到成品完成。零件冷卻到常溫后，在應(yīng)力作用下會發(fā)生反向變形，造成形位誤差，影響質(zhì)量。工件常溫后的彎曲變形圖如圖3所示。直徑在方向上擴大后，擴大的部分會被切除，工件冷卻后會產(chǎn)生圓柱度和尺寸誤差。精密螺紋磨削時，工件的熱變形也會引起螺距誤差。

2.2加工余量過小對加工精度的影響

零件的加工余量不能太大，也不能太小。如果加工余量過小，則不能消除前道工序中殘留的形位公差和表面缺陷，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。為保證零件的加工質(zhì)量，每道工序的最小加工余量應(yīng)能滿足前道工序最小加工余量的基本要求。

是要加工其內(nèi)孔的零件。如果前道工序中軸線O1-O1偏離參考軸線O-O時存在位置誤差N，存在圓柱度誤差P(如錐度、橢圓等。)和內(nèi)孔的一個表面粗糙度誤差H，那么為了消除鏜孔前的形位公差，鏜孔工序的單邊最小加工余量應(yīng)包括上述誤差和缺陷的值。考慮到本工序鏜孔時工件不可避免的安裝誤差，即安裝后工件原孔軸線O-O與回轉(zhuǎn)軸線O′-O′之間的誤差E)和本工序鏜孔時的尺寸公差T，本工序的最小加工余量Z可由下式表示:z≥T/2+h+p+n+e(單側(cè)余量)

對于不同的零件和不同的工藝，上述誤差的數(shù)值和表現(xiàn)形式也是不同的。在確定工序的加工余量時，應(yīng)區(qū)別對待。比如細長軸容易彎曲變形，母線的直線誤差已經(jīng)超過了直徑和尺寸的公差范圍，所以工藝的加工余量要適當(dāng)放大；對于使用浮動鉸刀等工具定位加工面本身的工藝，可以忽略安裝誤差E的影響，相應(yīng)減少工藝的加工余量；對于一些主要用于降低表面粗糙度的精加工工藝，加工余量只與表面粗糙度h有關(guān)。

3合理選擇加工余量

3.1零件加工余量的原則零件加工余量的選擇與零件的材料、尺寸、精度等級、加工方法有很大的關(guān)系，要視具體情況而定。確定零件的加工余量必須遵循以下原則:(1)為了縮短零件的加工時間，降低零件的加工成本，應(yīng)采用最小加工余量。(2)應(yīng)留有足夠的加工余量，尤其是最后一道工序。加工余量應(yīng)保證圖紙規(guī)定的精度和表面粗糙度。(3)確定加工余量時，應(yīng)考慮零件熱處理引起的變形，否則可能產(chǎn)生廢品。(4)確定加工余量時，應(yīng)考慮加工方法和設(shè)備，以及加工過程中可能產(chǎn)生的變形。(5)確定加工余量時，應(yīng)考慮被加工零件的尺寸。零件越大，加工余量越大。因為零件尺寸增大，切削力和內(nèi)應(yīng)力引起變形的可能性也會增大。3.2確定加工余量的方法

3.2.1經(jīng)驗估算法經(jīng)驗估算法是生產(chǎn)實踐中常用的方法。它是根據(jù)技術(shù)人員的設(shè)計經(jīng)驗或通過與同類型零件的比較來確定加工余量的一種方法。比如在建船舶的舵桿、舵銷、中間軸、艉軸的加工余量都是根據(jù)技術(shù)人員多年的設(shè)計經(jīng)驗來確定的?？紤]到工件的重要性，以及鍛造毛坯體積巨大、應(yīng)力高等因素的影響，粗車后留6 mm半精車余量，半精車后留3 mm精車余量，精車后留1 mm磨削余量。為了防止因加工余量不足而產(chǎn)生廢品，經(jīng)驗估算法估算的加工余量一般過大。這種方法常用于單件小批量生產(chǎn)。

3.2.2查表修正法查表修正法是根據(jù)生產(chǎn)實踐和實驗研究中積累的關(guān)于加工余量的數(shù)據(jù)，編制一個表格，并結(jié)合實際加工情況進行修正，從而確定加工余量的方法。這種方法被廣泛使用。軸承粗車磨削后的外圓加工余量見表1和表2。

3.2.3解析計算法解析計算法是根據(jù)試驗數(shù)據(jù)和計算公式，對影響加工余量的各種因素進行分析和綜合計算，確定加工余量的方法。這種方法確定的加工余量準(zhǔn)確、經(jīng)濟、合理，但需要積累比較全面的數(shù)據(jù)，不如上述兩種方法簡單直觀，所以目前很少采用這種方法。

4結(jié)論

在實際生產(chǎn)中，很多零件毛坯的制造方法都是臨時確定的，比如離心鑄造的不銹鋼套筒是軋制鋼板焊接而成的；冷卻器的端蓋、電機的底座、齒輪箱的打磨部分都用焊接部分代替。這些零件在制坯過程中存在許多不確定因素，其形狀誤差難以預(yù)測。因此，本文介紹的確定這類零件加工余量的三種方法并不適用于這類零件加工余量的確定，只能在實際制造過程中靈活掌握。