玻璃鋼模具加工余量與工序尺寸的確定
(一)加工余量的概念
1、加工總余量與工序余量
毛坯尺寸與零件設計尺寸之差稱為加工總余量。加工總余量的大小取決于加工過程中各個工序切除金屬層厚度的總和。每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量。加工總余量和工序余量的關系可用下式表示:

式中: Z0―――加工總余量;
Zi―――工序余量;
n―――機械加工的工序數目。
其中, Z1為道粗加工工序的加工余量。它與毛坯的制造精度有關,實際上是與生產類型和毛坯的制造方法有關。
工序余量還可定義為相鄰兩工序基本尺寸之差。按照這一定義,工序余量有單邊余量和雙邊余量之分。零件非對稱結構的非對稱表面,其加工余量一般用單邊余量,可表示為:
zi=Li-1-Li
式中: Zi―――本道工序的工序余量;
Li―――本道工序的基本尺寸;
Li-1―――上道工序的基本尺寸。
零件對稱結構的對稱表面,其加工余量宜用雙邊余量,可表示為:
2Zi=Li-1-Li
回轉體表面(內、外圓柱面)的加工余量宜用雙邊余量,對于外圓表面有:
2Zi=di-1-di
對于內圓表面有:
2Zi=Di-1-Di
由于工序尺寸有公差,所以加工余量也必然在某一公差范圍內變化。其公差大小等于本
道工序尺寸與上道工序尺寸公差之和。因此,如圖9-4所示,工序余量有標稱余量(簡稱余量Zb)、大余量和小余量之分。從圖中可知:被包容件的余量Zb包含上道工序的尺寸公差,余量公差可表示為:
Tz=Zmax-Zmin=Tb+Ta
式中: Tz―――工序余量公差;
Zmix―――工序大余量;
Zmin―――工序小余量;
Ta―――加工面在本道工序的工序尺寸公差
Ta―――加工面在上道工序的工序尺寸公差

一般情況下,工序尺寸的公差按“入體原則”標注。即被包容尺寸(軸的外徑,實體的長、寬、高)的大加工尺寸就是基本尺寸,上偏差為零,而包容尺寸(孔徑、槽寬)的小加工尺寸就是基本尺寸,下偏差為零。毛坯的尺寸公差按雙向對稱偏差形式標注。
2、影響工序余量的因素
影響工序余量的因素比較復雜,除毛坯的制造狀態影響道工序余量外,其他工序加工后的狀態也對其下道工序余量有影響。
(1)上工序的尺寸公差Ta的影響。
上工序的尺寸公差愈大,則本道工序的標稱余量愈大。本道工序應切除上道工序尺寸公差中包含的各種誤差。
(2)上道工序產生的表面粗糙度Ry (表面輪廓大高度)和表面缺陷層深度ha,在本道工序加工時應切除掉。
?。? )上道工序留下的需要單獨考慮的空間誤差,用符號ea表示。
這里所說的空間誤差,是指軸線直線度誤差和各種位置誤差。形成上述誤差的情況各異,有的可能是上工序加工方法帶來的,有的可能是熱處理后產生的,也有的可能是毛坯帶來的,工件雖經前面工序加工,但誤差仍未得到完全糾正。因此,其量值大小需根據具體情況進行具體分析。有的可查表確定,有的則需抽樣檢查,進行統計分析。
(4)本工序的裝夾誤差!"裝夾誤差應包括定位誤差和夾緊誤差。由于這項誤差會直接影響被加工表面與切削刀具的相對位置,所以加工余量中應包括這項誤差。
由于空間誤差和裝夾誤差都是有方向的,所以要采用矢量相加的方法,取矢量和的模進行余量計算。
綜合上述各影響因素,可得如下余量計算公式:
①對于單邊余量
![]()
②對于雙邊余量
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?。ǘ┘庸び嗔康拇_定
確定加工余量的方法有計算法、查表法和經驗法3種。
(1)計算法
如果對影響加工余量的因素比較清楚,則采用計算法確定加工余量比較準確。要弄清影響余量的因素,必須具備一定的測量手段,掌握必要的統計分析資料。在掌握了各種誤差因素大小的條件下,才能比較準確地計算加工余量。
?。?)查表法
此法主要以根據工廠的生產實踐和實驗研究積累的經驗所制成的表格為基礎,并結合實際加工情況對數據加以修正,確定加工余量。這種方法方便、迅速,在生產上應用較廣泛。
?。?)經驗法
由一些有經驗的工程技術人員或工人,根據經驗確定加工余量的大小。由經驗法確定的加工余量往往偏大,這主要是因為主觀上怕出廢品的緣故,這種方法在模具生產中廣泛采用。
(三)工序尺寸與公差的確定
生產上絕大部分加工面都是在基準重合(工藝基準和設計基準重合)的情況下進行加工的,所以,掌握基準重合情況下工序尺寸與公差的確定過程非常重要?,F介紹如下:
(1)確定各加工工序的加工余量;
?。?)從終加工工序開始(即從設計尺寸開始)到第二道加工工序,依次加上每道加工工序余量,可分別得到各工序的基本尺寸(包括毛坯尺寸);
(3)除終加工工序以外,其他各加工工序按各自所采用加工方法的加工經濟精度確定工序尺寸公差(終加工工序的公差按設計要求確定);
?。?)填寫工序尺寸,并按“入體原則”標注工序尺寸公差。
例如,某軸的直徑為50mm,其尺寸精度要求為IT5,表面粗糙度要求為Ra0.04μm,并要求高頻淬火,毛坯為鍛件。
其工藝路線為:粗車―半精車―高頻淬火―粗磨―精磨―研磨?,F在來計算各工序的工序尺寸及公差。
?、傧扔貌楸矸ù_定加工余量由工藝手冊查得:研磨余量為0.01mm,精磨余量為0.1mm,粗磨余量為0.3mm,半精車余量為1.1mm,粗車余量為4.5mm。由公式可得加工總余量為6.01mm,取加工總余量為6mm,把粗車余量修正為4.49mm。
?、谟嬎愀骷庸すば虻幕境叽缪心ズ蠊ば虻幕境叽鐬?0mm(設計尺寸)。其他各工序的基本尺寸依次為:
精磨 50mm+0.1mm=50.1mm
粗磨 50.01mm+0.1mm=50.11mm
半精車 50.11mm+0.3mm=50.41mm
粗車 50.41mm+1.1mm=51.51mm
毛坯 51.51mm+4.49mm=56mm
③確定各工序的加工經濟精度和表面粗糙度由機械加工工藝手冊查得:研磨后為IT5Ra=0.04μm(零件的設計要求);精磨后選定為IT6,Ra=0.16μm;粗磨后選定為IT8,Ra=1.25μm;半精車后選定為IT11,Ra=2.5μm;粗車后選定為IT13, Ra=16μm。
?、芄畹拇_定與標注根據上述經濟加工精度查公差表,將查得的公差數值按“入體原則”標注在工序的基本尺寸上。查工藝手冊可得鍛造毛坯的公差為±2mm。










































