隨著機(jī)加工產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，人們投入了大量的時(shí)間和精力來(lái)探索提高產(chǎn)品質(zhì)量的方法和措施，但在加工過(guò)程中卻忽略了加工余量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，而相信在加工過(guò)程中只留余量不會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生太大影響。在機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際加工過(guò)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(guò)小，則難以消除前道工序中殘留的形位誤差和表面缺陷；如果余量過(guò)大，不僅會(huì)增加機(jī)械加工的工作量，還會(huì)增加材料、刀具和能源的消耗。更為嚴(yán)重的是，加工過(guò)程中切削大量加工余量產(chǎn)生的熱量會(huì)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。

一、加工余量的概念

加工余量是指在加工過(guò)程中從加工表面切下的金屬層的厚度。

加工余量可分為工藝加工余量和總加工余量。工序加工余量是指在一道工序中被一個(gè)表面切除的金屬層的厚度，取決于工序前后相鄰工序的尺寸差異。總加工余量是指零件從毛坯到成品的整個(gè)加工過(guò)程中從某一表面去除的金屬層的總厚度，即同一表面上的毛坯尺寸與零件尺寸之差。總加工余量等于各工序加工余量之和。圖紙加工余量如圖1所示。

在圖1中，最小加工余量是前一道工序的最小工序尺寸與本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工序的最小工序尺寸之差。

工序加工余量的變化范圍（最大加工量與最小加工余量之差）等于前道工序與當(dāng)前工序的尺寸公差之和。工藝尺寸的公差帶一般規(guī)定在零件的進(jìn)入方向。對(duì)于軸類(lèi)零件，基本尺寸是最大工藝尺寸，而對(duì)于孔，它是最小工藝尺寸。

2加工余量如何影響加工精度？

2.1 加工余量過(guò)大時(shí)

零件在加工過(guò)程中必須產(chǎn)生切削熱。這些切削熱一部分被鐵屑和切削液帶走，一部分傳給刀具，一部分傳給工件，使零件的溫度升高。溫度與加工余量密切相關(guān)。加工余量大，粗加工時(shí)間必然增加，切削量也要適當(dāng)增加，導(dǎo)致切削熱和零件溫度不斷升高。零件溫升帶來(lái)的最大危害是使零件變形，尤其是對(duì)溫度變化敏感的材料（如不銹鋼），而這種熱變形貫穿整個(gè)加工過(guò)程，增加了加工難度，影響了零件的加工性能。產(chǎn)品質(zhì)量。

例如，在加工絲桿等細(xì)長(zhǎng)軸類(lèi)零件時(shí)，由于采用一對(duì)一的加工方式，長(zhǎng)度方向的自由度受到限制。這時(shí)，如果工件溫度過(guò)高，就會(huì)發(fā)生熱膨脹。當(dāng)長(zhǎng)度方向的延伸受阻時(shí)，工件在應(yīng)力的影響下必然會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，給后期加工帶來(lái)很大的麻煩。工件加熱后的彎曲變形圖如圖2所示。此時(shí)，如果繼續(xù)加工，將突出部分加工至成品。冷卻至常溫后，零件在應(yīng)力作用下會(huì)產(chǎn)生反向變形，造成形位誤差，影響質(zhì)量。常溫后工件的彎曲變形圖如圖3所示。在徑向膨脹后，增加的部分會(huì)被切斷，工件冷卻后會(huì)出現(xiàn)圓柱度和尺寸誤差。磨削精密螺桿時(shí)，工件的熱變形也會(huì)造成螺距誤差。

2.2 加工余量太小怎么辦？

零件的加工余量既不能太大也不能太小。如果加工余量過(guò)小，則無(wú)法消除前道工序中的殘余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，每道工序留下的最小加工余量應(yīng)滿足前道工序最小加工余量的基本要求。零件內(nèi)孔最小加工余量的構(gòu)成因素示意圖如圖4所示。圖4a)為待加工的內(nèi)孔零件。如果在上一道工序加工孔時(shí)，軸o1-o1偏離參考軸OO有位置誤差n，圓柱度誤差P（如錐度、橢圓等）和表面粗糙度誤差H（如圖所示）圖4b)存在于內(nèi)孔中，為消除鏜前形位公差，鏜孔加工一側(cè)的最小加工余量應(yīng)包括上述誤差和缺陷的數(shù)值?？紤]到此過(guò)程中工件在鏜孔時(shí)不可避免的安裝誤差，即工件安裝后原孔軸線OO與旋轉(zhuǎn)軸線O'-o'之間的誤差E（如圖4C所示），以及尺寸公差在本工序鏜孔T時(shí)，本工序的最小加工余量Z可用下式表示：

Z≥t/2+h+p+n+e（邊余量）

圖4 最小加工余量組成圖

對(duì)于不同的部位、不同的工藝，上述誤差的數(shù)值和形式也不同。在確定工藝加工余量時(shí)，應(yīng)區(qū)別對(duì)待。例如細(xì)長(zhǎng)的軸容易彎曲變形，母線的線性誤差已超出直徑尺寸的公差范圍，應(yīng)適當(dāng)加大工藝加工余量；對(duì)于采用浮動(dòng)鉸刀等刀具自行定位加工面的加工工藝，可以忽略安裝誤差E的影響，相應(yīng)減少工藝加工余量；對(duì)于一些主要用于降低表面粗糙度的精加工工藝，工藝加工余量的大小只與表面粗糙度H有關(guān)。

3.零件加工余量的選擇原則

零件加工余量的選擇與零件的材料、尺寸、精度等級(jí)和加工方法有很大關(guān)系，需要根據(jù)具體情況來(lái)確定。在確定零件的加工余量時(shí)必須遵循以下原則：

(1)為縮短加工時(shí)間，降低零件加工成本，應(yīng)采用最小加工余量。

(2)應(yīng)預(yù)留足夠的加工余量，特別是最后一道工序。加工余量應(yīng)保證圖紙規(guī)定的精度和表面粗糙度。

(3)在確定加工余量時(shí)，應(yīng)考慮零件熱處理引起的變形，否則可能產(chǎn)生報(bào)廢。

(4)在確定加工余量時(shí)，應(yīng)考慮加工方法和設(shè)備以及加工過(guò)程中可能發(fā)生的變形。

(5) 確定加工余量時(shí)應(yīng)考慮加工零件的尺寸。零件越大，加工余量越大。因?yàn)楫?dāng)零件尺寸增大時(shí)，切削力和內(nèi)應(yīng)力引起變形的可能性也會(huì)增大。

4。結(jié)論

在實(shí)際生產(chǎn)中，很多零件的制造方法是臨時(shí)確定的，如：離心鑄造不銹鋼套筒采用鋼板軋制焊接；冷卻器端蓋、電機(jī)底座、齒輪箱砂光件更換為焊件等。這些零件的制造過(guò)程中存在許多不確定因素，其形狀誤差難以預(yù)測(cè)。因此，本文介紹的確定這些零件加工余量的三種方法并不適用于這些零件加工余量的確定，只能在實(shí)際制造過(guò)程中靈活掌握。