《加工余量的确定》PPT课件

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加工余量的确定..

第六节加工余量的确定一、加工余量确定
1. 加工余量概念
（1）总加工余量
总加工余量是指零件加工过程中，某加工表面所切去的金属层总厚度。是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。
（2）工序余量
工序余量是一道工序内切除的金属层厚度，为相邻两工序的工序尺寸之差。
（3）总余量为各工序余量之和
（4）公称余量
公称余量是指相邻两工序的基本尺寸之差。
（5）余量公差
Tz Z max Z min Ti Ti 1
2. 影响加工余量的因素
1、上工序的表面粗糙度和表面缺陷层（图7-24） 2、上工序的尺寸公差（图7－25） 3、上工序各表面间相互位置的空间偏差（图7－26） 4、本工序安装误差（图7-27)
的尺寸及公差。
解: 1)确定封闭环、建立尺寸链、判别增减环。
假废品的出现
只要测量尺寸的超差量小于或等于其余组成环尺寸公差之和，就有可能出现假废品，为此应对该零件各有关尺寸进行复检和验算，以免将实际合格的零件报废而导致浪费。假废品的出现，给生产质量管理带来诸多麻烦，因此，不到非不得已，不要使工艺基准与设计基准不重合。
3.有关余量的尺寸换算
图9-29 精加工余量校核示例 (1)精加工余量校核当多次加工某一表面时，由于所采用的工艺基准可能相同，因此，本工序的余量的变动量不仅与本工序的公差及前一工序的公差有关，而且还与其它有关工序的公差有关。在以工序余量为封闭环的工艺尺寸链中，如果组成环数目较多，由于误差累积原因，有可能使工序余量过大或过小，因此须对余量进行校核，这在制订工艺规程时是一个不可忽视的问题。由于粗加工的余量一般取值较大，故粗加工余量一般不进行校核而仅对精加工余量进行校核。

数控机床加工余量的确定

自动化控制
实现加工余量的自动化控制，提高加工效率。
3
智能化决策
利用人工智能技术，实现加工余量的智能化决策和控制。
谢谢观看
刀具寿命
刀具寿命较短时，需要较大的加工余量以避免刀具破损。
刀具类型
不同类型的刀具具有不同的切削性能，因此需要根据刀具类型确定合适的加工余量。
03
数控机床加工余量的优化
优化目标与约束条件
优化目标
在满足加工精度和表面质量的前提下，最小化加工余量，提高加工效率。
约束条件
加工过程中的切削力、切削热、刀具磨损等因素需在可承受范围内，同时确保加工过程的稳定性和可靠性。
优化算法的选择与应用
遗传算法
通过模拟生物进化过程中的遗传机制，实现全局搜索最优解。适用于多变量、非线性、离散型优化问题。
粒子群算法
模拟鸟群、鱼群等生物群体的觅食行为，通过个体间的信息共享和协作，寻找全局最优解。适用于连续型优化问题。
模拟退火算法
借鉴固体退火原理，通过随机搜索和概率接受劣解，避免陷入局部最优解。适用于多约束、非线性优化问题。
04
数控机床加工余量的控制
加工过程的实时监控
实时采集数据
通过传感器和监测设备，实时采集数控机床的加工数据，如切削力、切削温度、刀具磨损等。
数据分析与处理
对采集到的实时数据进行处理和分析，以评估加工过程的稳定性和预测余量变化。
异常检测与报警
通过实时监控系统，及时发现加工过程中的异常情况，如刀具磨损过度、切削力异常等，并发出报警提示。
数控机床加工余量的确定
目录
• 数控机床加工余量概述 • 数控机床加工余量的计算 • 数控机床加工余量的优化 • 数控机床加工余量的控制 • 数控机床加工余量的未来发展

2加工余量的确定

m

n1

EI
(
A) 0

i 1
EI
(
A) i

ES
i m 1
(
A) i
（4）各环公差之间的关系
封闭环的公差T(A0)等于各组成环的公差T(Ai)之和，即
m
n1
n1
T
(
A) 0

i 1
T
(
A) i

T
i m 1
(
A) i

i 1
T
(
A) i
极值法解算尺寸链的特点是：简便、可靠，但当封闭环公差较小，组成环数目较多时，分摊到各组成环的公差可能过小，从而造成加工困难，制造成本增加，在此情况小，常采用概率法进行尺寸链的计算。
中间计算可用于设计计算与工艺计算，也可用于验算。
五、工艺过程尺寸链的分析与解算
1、测量基准与设计基准不重合时，测量尺寸的换算
假废品的出现
只要测量尺寸的超差量小于或等于其余组成环尺寸公差之和，就有可能出现假废品，为此应对该零件各有关尺寸进行复检和验算，以免将实际合格的零件报废而导致浪费。
假废品的出现，给生产质量管理带来诸多麻烦，因此，不到非不得已，不要使工艺基准与设计基准不重合。
单边余量双边余量
（4）公称余量
公称余量是指相邻两工序的基本尺寸之差。
（5）余量公差
Tz Zmax Zmin Ti Ti1
2. 影响加工余量的因素
1)、上工序的表面粗糙度和表面缺陷层（图7-24） 2)、上工序的尺寸公差（图7－25） 3)、上工序的形位误差（图7－26） 4)、本工序安装误差（图7-27)

加工余量、工序尺寸及其公差的确定共29页PPT资料

2、影响加工余量的因素
综上所述，影响工序加工余量的因素可归纳为下列几点：
上道工序形成的表面粗糙度和表面缺陷层深度（Ra+Da）
上道工序形成的形状误差和位置误差（ ρ a ）
上道工序的工序尺寸公差（Ta）
本工序的装夹误差（ε b）
加工余量计算公式 P48
对双边余量：对单边余量：
Z b T a 2 (H a R a) 2ab
Z bT aH aR aab
3、加工余量的确定
1）分析计算法
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。
3、加工余量的确定
1）分析计算法 2）查表修正法
单边余量与双边余量
根据零件的结构不同，加工余量有单边（面）和双边（面）之分,见P45
Zb ab (外表面)加工 Zb ba (内表面)加工
2Zbdadb (轴 )
2Zbdbda (孔 )
加工余量和工序尺寸的关系
对于被包容面： Z=上工序基本尺寸-本工序基本尺寸对于包容面： Z=本工序基本尺寸-上工序基本尺寸
机械制造工艺
机电工程系张莉
第二章机械加工工艺基础知识
2.1 机械加工工艺过程的基本概念及常用术语 2.2 机械加工工艺规程和工艺文件 2.3 零件的工艺性分析 2.4 零件表面加工方法的选择与工艺路线的
拟订
2.4.4 加工余量、工序尺寸及其公差的确定
1、加工余量的概念Fra bibliotek为了保证零件的质量（精度和粗糙度值），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。

工件加工余量的确定课件

意义
加工余量的预留对于保证工件的加工质量和精度至关重要，它能够补偿加工过程中的各种误差，确保工件达到预期的加工要求。
加工余量的影响因素
加工方法
不同的加工方法对加工余量的需求不同，例如铣削、车削、磨削等。
材料特性
工件材料的硬度、韧性、热处理状态等都会影响加工余量的需求。
设备精度
加工设备的精度对加工余量有直接影响，高精度的设备可以减小加工余量。
03
实施步骤与注意事项
3. 根据模拟结果确定加工余量。
4. 根据确定的加工余量进行实际加工。
实施步骤与注意事项
01
注意事项
02
1. 在建立计算机模型时，应充分考虑工件的材料、加工设备和工艺参数等因素，以确保模型的准确性和可靠性。
03
2. 在进行加工过程模拟时，应充分考虑各种可能的影响因素，如切削力、切削热等，以获得更准确的模拟结果。
工艺参数
切削速度、进给量、切削深度等工艺参数的选择也会影响加工余量的大小。
加工余量的确定方法
根据经验确定
根据工艺人员和操作人员的经验，结合实际加工情况来确定加工余量。
试验法
通过试验来测量不同加工参数下的实际加工余量，从而确定最佳的加工余量。
分析法
通过建立数学模型或仿真模型来预测加工余量的大小，这种方法需要较为精确的模型和数据支持。
工件加工余量的确定课件
xx年xx月xx日
• 工件加工余量概述 • 经验估计法 • 统计分析法 • 工艺试验法 • 计算机辅助确定法
目录
01
工件加工余ห้องสมุดไป่ตู้概述
定义与意义
定义
工件加工余量是指在工件加工过程中，为了去除工件表面的毛刺、加工痕迹、材料硬点或保证工件尺寸、形位精度等而预留的额外材料。

《加工余量的确定》课件

加工余量的大小直接影响到加工成本、加工质量和生产效率。
加工余量的作用
01
02
03
控制加工精度
通过合理确定加工余量，可以保证工件的尺寸、形状和位置精度，提高产品质量。
提高生产效率
适当增大加工余量可以减少加工次数和时间，提高生产效率。
降低制造成本
合理控制加工余量可以减少刀具磨损、降低能耗和减少原材料消耗，从而降低制造成本。
经验估算法 01
基于经验估算
02
这种方法主要依赖于工程师或技术人员的经验，通过对比类似案例或历史数据来估算加工余量。
优点：简单易行，快速得到结果。
03
缺点：依赖于个人经验，可能存在误差。
04
统计分析法
01
基于数据统计和分析
02
通过收集大量的加工数据，进行统计分析，找出加工余量与加工参数之间的关系。
《加工余量的确定》 ppt课件
目录
• 加工余量概述 • 加工余量确定的方法 • 加工余量确定的影响因素 • 加工余量确定的实际应用 • 加工余量确定的发展趋势
01
加工余量概述
加工余量的定义
加工余量：在机械加工过程中，为了去除工件上多余的材料或达到一定的加工精度要求，而预先设定的材料去除量。
切削液的选择
01 02 03 04
切削液的选择对加工余量的确定也有重要影响。
切削液具有冷却、润滑和清洗等作用，能够降低切削温度、减小切削力和提高加工质量。
选择合适的切削液可以延长刀具的使用寿命，减小刀具的磨损和破损，从而合理地确定加工余量。
在选择切削液时，需要考虑工件材料、刀具材料、切削参数和切削条件等因素。
03
优点：基于数据，较为客观。

工件加工余量的确定课件

降低生产成本
减少刀具消耗
通过预留适当的加工余量，可以延长刀具使用寿命，从而减少刀
具消耗成本。
降低能源消耗
减少加工时间、降低废品率等措施有助于降低能源消耗，从而降低生产成本。
提高设备利用率
通过合理控制加工余量，可以提高设备的利用率，降低设备闲置成本。
04
加工余量的计算公式及实例
加工余量的计算公式
3. 总加工余量 = (0.1 - 0.05) / 2 + (0.1 - 0.05) / 2 * (1 + 1.2) = 0.8mm
根据上述公式，可计算出单边余量为
2. 粗加工余量 = (0.1 - 0.05) / 2 + 1.2 = 0.65mm
因此，在车削加工过程中，需要留出直径方向上至少为 0.8mm的余量才能满足要求。
01
02
03
定义
根据类似工件的实际加工余量和相关参数进行类比，推算出当前工件的加工余量。
优点
相对准确，适用于有类似加工经验的数据参考。
缺点
需要收集大量数据，计算过程可能较为复杂。
查表法
定义
根据预先制定的表格或图册，查询所需加工余量的数据。
优点
快速、简单、方便，可避免重复计算。
缺点
需要预先制定表格或图册，对于新类型的工件可能无法适用。
02
加工余量的确定需要考虑工件的材质、加工设备、刀具、加工精度和表面质量等因素。
加工余量的分类
工序余量
每道工序的加工余量称为工序余量。它是该工序中刀具切除的金属层总厚度。
加工总余量
工件在某一道工序加工之前，按毛坯或半成品所预留的加工余量称为加工总余量。

加工余量及工序尺寸课件

加工余量及工序尺寸的确定
授课人：授课人：刘明
一、加工余量
★ 定义：零件从毛坯成为成品的整个加工过程中,某表面所切除的材料层厚度称为该表面的加工余量。加工余量有工序余量和加工总余量之分。工序余量加工总余量 ★工序余量：某一表面在一道工序中所切除的材料层厚度，称为该表面的工序余量。或者说同一表面相邻的前后工序尺寸之差。
最终工序的工序尺寸及其公差的工序尺寸及其公差， 1 最终工序的工序尺寸及其公差，按零件图样规定的基本尺寸和公差确定。基本尺寸和公差确定图样规定的基本尺寸和公差确定。中间各工序的工序尺寸的工序尺寸， 2 中间各工序的工序尺寸，根据加工余量先确定各工序的工序尺寸，先确定各工序的工序尺寸，再由后向前逐个推算，直到毛坯尺寸。个推算，直到毛坯尺寸具体推算方法如下：具体推算方法如下：前工序的工序尺寸=本工序的工序尺寸± 前工序的工序尺寸=本工序的工序尺寸± 本工序的工序余量式中，“十”用于外表面，“一”用于内表面。 3 工序尺寸的公差则按各道工序的经济
二、影响加工余量的因素
加工余量的大小对工件的加工质量和生产率均有较大的影响。余量过大浪费材料，工作量大，有较大的影响。余量过大浪费材料，工作量大，生产率低，成本增加等。生产率低，成本增加等。余量过小毛坯制造精度毛坯制造困难，高，毛坯制造困难，加工困难或因毛坯表面缺陷未能切除即达到尺寸要求而造成工件报废。未能切除即达到尺寸要求而造成工件报废。因此应当合理地确定加工余量，要做到这些，应当合理地确定加工余量，要做到这些，必须先分析影响加工余量的因素，这些因素有：分析影响加工余量的因素，这些因素有：
课堂检测：课堂检测：
工序的基本余量用公式表示是，外表面＿＿＿＿＿＿＿ 1 工序的基本余量用公式表示是，外表面＿＿＿＿＿＿＿＿＿，内表面＿＿＿＿＿＿＿＿。＿＿，内表面＿＿＿＿＿＿＿＿。内表面

第1章 1.6 加工余量的确定 (1)

工序名称工序余量浮动镗精镗 0.1 0.5 工序的经济精度 H7 H9 工序公称尺寸 100 100-0.1=99.9 工序尺寸 Φ1000+0.035 Φ99.90+0.087
半精镗粗镗
毛坯
2.4 5
8
H11 H13
±1.2
99.9-0.5=99.4 99.4-2.4=97
97-5=92 或100-8=92
零件图上标注设计尺寸A1和A0，A为定位基准，按尺寸 A2对刀加工B面，间接保证尺寸A0，则A1、A2和A0这些相互联系的尺寸形成一个尺寸封闭图形，即为工艺尺寸链。
工艺尺寸链的主要特征是：封闭性和关联性
1)封闭性——尺寸链中各个尺寸的排列呈封闭形式，不封闭就不成为尺寸链。
2)关联性——任何一个直接保证的尺寸及其精度的变化，必将影响
2.工艺尺寸链的分析和解算
1）测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算在零件加工时，会遇到一些表面加工之后设计尺寸不便直接测量的情况，因此需要在零件上另选一个易于测量的表面作测量基准进行测量，以间接检验设计尺寸。例1-2 如图所示套筒零件，两端面已加工完毕，加工孔底面C时，要保证尺寸160-0.35mm，因该尺寸不便测量，试标出测量尺寸。
影响加工余量的因素
1）上工序的表面质量(包括表面粗糙度Ha和表面破坏层深度Sa)。
2)前工序的工序尺寸公差(Ta)。
3)前工序的位置误差(ρa)，如工件表面在空间的弯曲、偏斜以及
其他空间位置误差等。 4)本工序工件的安装误差(εb)。加工余量（对称）：Z≥2（Ha+Sa)+Ta+2 加工余量（单边）：Z≥ （Ha+Sa)+Ta+ ρa +εb ρa +εb

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2、按几何特征及空间位置分类
1）长度尺寸链—全部环为长度的尺寸链 2）角度尺寸链—全部环为角度的尺寸链 3）直线尺寸链—— 全部组成环平行于封闭环的尺寸链。 4）平面尺寸链—— 全部组成环位于一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行于封闭环的尺寸链。 5）空间尺寸链——组成环位于几个不平行平面内的尺寸链。
2.定位面 3.设计基准
1.加工面
A1 A0 A2
（2）在装配中形成的尺寸链——装配尺寸链
A0 A2 A1
2、特征
1、封闭性 2、关联性。
3、组成
环——尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度。
封闭环——在零件加工或装配过程中间接获得或最后形成的环。
组成环——尺寸链中对封闭环有影响的全部环。
公称余量是指相邻两工序的基本尺寸之差。
（5）余量公差
Tz Zmax Zmin Ti Ti1
2. 影响加工余量的因素
1、上工序的表面粗糙度和表面缺陷层（图7-24） 2、上工序的尺寸公差（图7－25） 3、上工序各表面间相互位置的空间偏差（图7－26） 4、本工序安装误差（图7-27)
本工序必须把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷层全部切去，因此本工序余量必须包括这两项因素。
0 -0.021 0 -0.084 0 -0.210
毛坯 3.0 IT14 1.0 26.1+1.9=28.0 Φ 28 ±0.5
第八节工艺尺寸链
一、尺寸链的定义、组成
1、定义
尺寸链就是在零件加工或机器装配过程中，由相互联系且按一定顺序连接的封闭尺寸组合。
（1）在加工中形成的尺寸链——工艺尺寸链
A1 A0 A2
A3
封闭环
减环
二、尺寸链的分类
1、按应用范围分类
1）工艺尺寸链——全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。 2）装配尺寸链——全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。 3）零件尺寸链——全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链。 4）设计尺寸链——装配尺寸链与零件尺寸链，统称为设计尺寸链。
m
n1
A A A 0max
i max
i m in
i 1
i m 1
封闭环的最小极限尺寸A0min等于增环的最小极限尺寸之和减去减环的最大极限尺寸之和，即
m
n1
A A A 0 min
i m in
i max
i 1
i m1
(3) 各环上、下偏差之间的关系
封闭环的上偏差ES(A0)等于增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和，即
三、尺寸链的建立
1、确定封闭环
关键领
1、加工顺序或装配顺序确定后才能确定封闭环。 2、封闭环的基本属性为“派生”，表现为尺寸间接获得。
1、设计尺寸往往是封闭环。 2、加工余量往往是封闭环（靠火花磨除外）。
2、组成环确定
关键
1、封闭环确定后才能确定。 2、直接获得。 3、对封闭环有影响
尺寸链计算的关键：正确画出尺寸链图，找出封闭环，确定增环和减环
2）经验估计法为避免出现废品，估计余量一般偏大，用于单件小批生产。
3）查表法以生产实践和实验研究为基础制成数据表格，查表并结合实际情况加以修正。查表法确定加工余量，方法简便，较接近实际，应用广泛。
简单工序尺寸及公差的确定
图7-21 小轴
例：如图所示小轴零件，毛坯为普通精度的热轧圆钢，装夹在车床前、后顶尖间加工，主要工序；下料––– 车端面–––钻中心孔–––粗车外圆–––精车外圆–––磨削外圆。
组成环又可分为增环和减环。增环——若该环的变动引起封闭环的同向变动，则该环为增环．减环——若该环的变动引起封闭环的反向变动。则该环为减环。
4、增、减环判别方法举例：
在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与封闭环箭头方向相反者为增环, 与封闭环箭头方向相同者为减环。
增环
图7－24 加工表面的粗糙度与缺陷层
1－缺陷层；2－正常组织
上工序加工表面存在形状误差，如平面度、圆柱度等，
其总和不超过Ta ，为使本工序能切去这些误差，工序余量应包括Ta项。
图7－25 上工序留下的形状误差
工件上有些形位误差未包括在加工表面工序尺寸公差范围之内,在确定加工余量时，须考虑它们的影响，否则将无法去除上工序留下的表面缺陷层。
第六节加工余量的确定一、加工余量确定
1. 加工余量概念
（1）总加工余量（2）工序余量
总加工余量是指零件加工过程中，某加工表面所切去的金属层总厚度。是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。
工序余量是一道工序内切除的金属层厚度，为相邻两工序的工序尺寸之差。
（3）总余量为各工序余量之和
（4）公称余量
①作尺寸链图按照加工顺序依次画出各工序尺寸及零件
图中要求的尺寸，形成一个封闭的图形。
②找封闭环
根据工艺过程，找出间接保证的尺寸A0 为封闭环。
③ 确定增环和减环可用以下简便的方法得到：
从封闭环开始，给每一个环画出箭头，最后再回到封
闭环，像电流一样形成回路。凡箭头方向与封闭环方
向相反者为增环（如A2），箭头方向与封闭环方向相同者为减环（如A1）。
四、尺寸链计算的基本公式
1.极值法
（1）极值法各环基本尺寸之间的关系封闭环的基本尺寸A0等于增环的基本尺寸之和减去减环的
基本尺寸之和，即
m
n1
A A A （2）各环极限尺寸之间的关系
0基
i 1
i基
i基
i m 1
封闭环的最大极限尺寸A0max等于增环的最大极限尺寸之和减去减
环的最小极限尺寸之和，即
表7-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm）
工序名称磨削
精车
粗车
工序工序经济余量加工精度
工序基本尺寸
0.3 IT7 0.021 25.00
0.8 IT10 0.084 25+0.3=25.3
1.9 IT12 0.210 25.3+0.8=26.1
工序尺寸及偏差
Φ25.0 Φ25.3 Φ26.1
图7－26 轴的弯曲对加工余量的影响
如果本工序存在装夹误差（定位误差、夹紧误差），在确定本工序加工余量
时还应考虑εb的
影响。
图7－27 三爪卡盘上的装夹误差
三.工序余量的确定
经验法查表法分析计算法
加工余量的确定
1）计算法掌握影响加工余量的各种因素具体数据的条件
下，计算法比较科学，但目前统计资料较少。

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