加工余量对加工精度的影响有多大？

随着机加工产品质量要求的不断提高，人们投入了大量的时间和精力来探索提高产品质量的方法和措施，但在加工过程中却忽略了加工余量对产品质量的影响，而相信在加工过程中只留余量不会对产品质量产生太大影响。在机械产品的实际加工过程中发现，零件的加工余量直接影响产品质量。

如果加工余量过小，则难以消除前道工序中残留的形位误差和表面缺陷；如果余量过大，不仅会增加机械加工的工作量，还会增加材料、刀具和能源的消耗。更为严重的是，加工过程中切削大量加工余量产生的热量会使零件变形，增加零件的加工难度，影响产品质量。因此，必须严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过程中从加工表面切下的金属层的厚度。

加工余量可分为工艺加工余量和总加工余量。工序加工余量是指在一道工序中被一个表面切除的金属层的厚度，取决于工序前后相邻工序的尺寸差异。总加工余量是指零件从毛坯到成品的整个加工过程中从某一表面去除的金属层的总厚度，即同一表面上的毛坯尺寸与零件尺寸之差。总加工余量等于各工序加工余量之和。图纸加工余量如图1所示。

在图1中，最小加工余量是前一道工序的最小工序尺寸与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与本工序的最小工序尺寸之差。

工序加工余量的变化范围（最大加工量与最小加工余量之差）等于前道工序与当前工序的尺寸公差之和。工艺尺寸的公差带一般规定在零件的进入方向。对于轴类零件，基本尺寸是最大工艺尺寸，而对于孔，它是最小工艺尺寸。

2加工余量如何影响加工精度？

2.1 加工余量过大时

零件在加工过程中必须产生切削热。这些切削热一部分被铁屑和切削液带走，一部分传给刀具，一部分传给工件，使零件的温度升高。温度与加工余量密切相关。加工余量大，粗加工时间必然增加，切削量也要适当增加，导致切削热和零件温度不断升高。零件温升带来的最大危害是使零件变形，尤其是对温度变化敏感的材料（如不锈钢），而这种热变形贯穿整个加工过程，增加了加工难度，影响了零件的加工性能。产品质量。

例如，在加工丝杆等细长轴类零件时，由于采用一对一的加工方式，长度方向的自由度受到限制。这时，如果工件温度过高，就会发生热膨胀。当长度方向的延伸受阻时，工件在应力的影响下必然会产生弯曲变形，给后期加工带来很大的麻烦。工件加热后的弯曲变形图如图2所示。此时，如果继续加工，将突出部分加工至成品。冷却至常温后，零件在应力作用下会产生反向变形，造成形位误差，影响质量。常温后工件的弯曲变形图如图3所示。在径向膨胀后，增加的部分会被切断，工件冷却后会出现圆柱度和尺寸误差。磨削精密螺杆时，工件的热变形也会造成螺距误差。

2.2 加工余量太小怎么办？

零件的加工余量既不能太大也不能太小。如果加工余量过小，则无法消除前道工序中的残余形位公差和表面缺陷，从而影响产品质量。为保证零件的加工质量，每道工序留下的最小加工余量应满足前道工序最小加工余量的基本要求。零件内孔最小加工余量的构成因素示意图如图4所示。图4a)为待加工的内孔零件。如果在上一道工序加工孔时，轴o1-o1偏离参考轴OO有位置误差n，圆柱度误差P（如锥度、椭圆等）和表面粗糙度误差H（如图所示）图4b)存在于内孔中，为消除镗前形位公差，镗孔加工一侧的最小加工余量应包括上述误差和缺陷的数值。考虑到此过程中工件在镗孔时不可避免的安装误差，即工件安装后原孔轴线OO与旋转轴线O'-o'之间的误差E（如图4C所示），以及尺寸公差在本工序镗孔T时，本工序的最小加工余量Z可用下式表示：

Z≥t/2+h+p+n+e（边余量）

图4 最小加工余量组成图

对于不同的部位、不同的工艺，上述误差的数值和形式也不同。在确定工艺加工余量时，应区别对待。例如细长的轴容易弯曲变形，母线的线性误差已超出直径尺寸的公差范围，应适当加大工艺加工余量；对于采用浮动铰刀等刀具自行定位加工面的加工工艺，可以忽略安装误差E的影响，相应减少工艺加工余量；对于一些主要用于降低表面粗糙度的精加工工艺，工艺加工余量的大小只与表面粗糙度H有关。

3.零件加工余量的选择原则

零件加工余量的选择与零件的材料、尺寸、精度等级和加工方法有很大关系，需要根据具体情况来确定。在确定零件的加工余量时必须遵循以下原则：

(1)为缩短加工时间，降低零件加工成本，应采用最小加工余量。

(2)应预留足够的加工余量，特别是最后一道工序。加工余量应保证图纸规定的精度和表面粗糙度。

(3)在确定加工余量时，应考虑零件热处理引起的变形，否则可能产生报废。

(4)在确定加工余量时，应考虑加工方法和设备以及加工过程中可能发生的变形。

(5) 确定加工余量时应考虑加工零件的尺寸。零件越大，加工余量越大。因为当零件尺寸增大时，切削力和内应力引起变形的可能性也会增大。

4。结论

在实际生产中，很多零件的制造方法是临时确定的，如：离心铸造不锈钢套筒采用钢板轧制焊接；冷却器端盖、电机底座、齿轮箱砂光件更换为焊件等。这些零件的制造过程中存在许多不确定因素，其形状误差难以预测。因此，本文介绍的确定这些零件加工余量的三种方法并不适用于这些零件加工余量的确定，只能在实际制造过程中灵活掌握。