第2章 毛坯及余量

1第2章毛坯及余量2.1毛坯的加工余量2.1.1加工余量的基本概念加工余量是指加工过程中从加工表面切去的材料厚度。加工余量主要分为工序余量和加工总余量两种。（1）工序余量工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差，即在一道工序中从某一加工表面切除的材料厚度。对于非对称的加工表面（如图2-1a、b所示的平面），加工余量是单边余量，它等于实际切除材料的厚度。对于外表面：Zi=li－1－li对于内表面：Zi=li－li－1式中Zi——本工序的加工余量；li－1——上工序的工序尺寸；li——本工序的工序尺寸。对于内孔、外圆等回转表面（如图2-1c、d所示），其加工余量是双边余量，即相邻两工序的直径差。对于外圆表面：2Zi=di－1－di对于内圆表面：2Zi=Di－Di－1式中2Zi——本工序直径上的加工余量；di－1、Di－1——上工序的直径尺寸；di、Di——本工序的直径尺寸。a)b)c)d)图2-1加工余量（2）加工总余量毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差称为表面的加工总余量。加工总余量与工序余量的关系为：n012nii1ZZZZZ式中Z0——加工总余量；2Zi——工序余量。（3）最大余量、最小余量、余量公差由于毛坯制造和各工序尺寸都有误差，各工序实际切除的余量值是变动的，所以加工余量又分为公称余量、最大余量和最小余量。相邻两工序的基本尺寸之差即是公称余量。为了便于加工，工序尺寸都按“入体原则”标注极限偏差，即按被包容面取上偏差为零；包容面取下偏差为零。毛坯尺寸则按双向布置上、下偏差。工序余量与工序尺寸及其公差的关系见图2-2。余量的公差为：Tz=Zmax－Zmin=Ti+Ti-1式中Zmax——工序最大余量；Zmin——工序最小余量；Ti——本工序尺寸的公差；Ti-1——上工序尺寸的公差。a）被包容面（轴）b）包容面（孔）图2-2最大余量、最小余量和余量公差2.1.2毛坯的表面层厚度在切削加工时，要特别注意第一个切削工序的加工余量还取决于毛坯需要加工处表面层的状况。表面金属层不同于表皮内部的金属。铸铁件有较硬的外壳（如白口铁）；锻件有氧化层和脱碳层。由此可见，表面层是有缺陷的，它的缺点是较高的硬度。如果切削刃在表面层，刀具就会加速磨损，因此刀具切入金属层的厚度应大于表面层的厚度。各种毛坯的表面层厚度见表2-1。表2-1各种毛坯的表面层厚度/mm自由锻件模锻件铸件碳钢≤1.5碳钢≤1灰铸铁1~4合金钢2~4合金钢≤0.5铸钢2~532.2轧制件2.2.1轴类零件采用精轧圆棒料时毛坯直径（表2-2）表2-2轴类零件采用精轧圆棒料时毛坯直径/mm零件基本尺寸零件长度与基本尺寸之比≤4＞4~8＞8~12＞12~20毛坯直径5681011121416171819202122252728303233353637384042444546505560657075808590781012141416181920212224252830323335363839404243454848505458657075808590957810121414161819202122242528303233353838404242454848485354606570758085909588101314151718202122232426283232343638394042424548484852546065707580859095881113141518192122232425263032323436383940424345485050525560707580859095100495100110120130140100105115125140150105110120125140150105110120125140150105110120130140150注：带台阶的轴，如最大直径位于中间部位，应按最大直径选择毛坯直径；如最大直径位于端部，毛坯直径可以小些。2.2.2轧制圆棒料切断和端面加工余量（表2-3）表2-3轧制圆棒料切断和端面加工余量/mm基本尺寸切断后不加工时的余量端面需加工时的余量机械弓锯切断机床上用圆盘踞车床上用切断刀铣床上用圆盘铣刀零件长度≤300＞300~1000＞1000~5000＞5000≤30＞30~50＞50~60＞60~80＞80~15022222——663457—34———22334246784578105791012注：毛坯切断后不加工的，只给切宽余量；还需加工的，则在加工面上附加补充余量。2.2.3易切削钢轴类外圆的选用（车后不磨）（表2-4）表2-4易切削钢轴类外圆的选用（车后不磨）/mm零件基本尺寸车削长度与基本尺寸之比≤4＞4~8＞8~12＞12~16＞16~20毛坯直径4567891011121314151617181920222356789101112131415161718192122242556789101112131415161719202122242556789111212.5141516171819202122242556789.5111212.51415161718192021222425567.58.59.5111212.514151617181920212224255242528303235384042454850525558606570802627303234384042444750525558606468758526273032343840424447505255586064687585262730323438404244475052555860646875852627303234384042444750525558606468758526273032343840424447505255586064687585注：带台阶的轴，如最大直径位于中间部位，应按最大直径选择毛坯直径；如最大直径位于端部，毛坯直径可以小些。2.2.4易切削钢轴类外圆的选用（车后需淬火及磨）（表2-5）表2-5易切削钢轴类外圆的选用（车后需淬火及磨）/mm零件基本尺寸车削长度与基本尺寸之比≤4＞4~8＞8~12＞12~16＞16~20毛坯直径4567891011121314151617181920225.66.57.58.59.5111212.5141516171819202122245.66.57.58.59.5111212.5141516171819202122245.66.57.58.59.5111212.5141516171819202122245.66.57.58.59.5111212.5141516171819202122245.66.57.58.59.5111212.5141516171819202122246232425283032353840424548505255606570802526273032343840424447505255586468758525262730323438404245485255555864687585252627303234384244454852555558646875852526273032363842444548525555586468758525262732343638424445485255556064707585注：带台阶的轴，如最大直径位于中间部位，应按最大直径选择毛坯直径；如最大直径位于端部，毛坯直径可以小些。72.3铸件2.3.1铸件的尺寸公差铸件的尺寸公差代号为CT。公差等级分为16级，其数值见表2-6及2-7。公差带应对称设置，有特殊要求时，也可采用非对称设置，但要在图样上注明。错型（错箱）值必须在表2-8规定的范围内。表2-6铸件尺寸公差数值（一）/mm铸件基本尺寸铸件尺寸公差等级CT①大于至12345678910111213②14②15②16②③10161016250.090.10.110.130.140.150.180.20.220.260.280.300.360.380.420.520.540.580.740.780.8211.11.21.51.61.722.22.42.83.03.24.24.44.668101225406340631000.120.130.140.170.180.20.240.260.280.320.360.40.460.50.560.640.70.780.911.11.31.41.61.822.22.62.83.23.644.455.66789910111112141416181001600.150.220.300.440.620.881.21.82.53.657101216201602502504000.240.340.40.50.560.720.7811.11.41.622.22.83.244.45.66.28911121416182022254006301000630100016000.640.720.80.911.11.21.41.61.822.22.62.83.23.644.65677891011131416181820232225292832371600250040006300250040006300100002.63.84.45.46.27891011101214161517202321242832263035403338445042495664①在等级CT1~CT15中,对壁厚采用粗一级公差。②对于不超过16mm的尺寸，不宜采用CT13~CT16的一般公差，应标注个别公差。③等级CT16，仅适用于一般公差规定的CT15的壁厚。表2-7铸件尺寸公差数值（二）/mm铸件基本尺寸铸件尺寸公差等级CT①大于至345678930.140.200.280.400.560.801.2360.160.220.320.480.640.901.36100.180.260.360.520.741.01.5注：表中公差值，仅适用于各种铸造金属和合金的压铸件，以及熔模铸件小于10mm的基本尺寸。8表2-8错型（错箱）值/mm公差等级CT错型（错箱）值3~4567~89~1011~1314~16表2-6、表2-7的公差以内0.30.50.71.01.52.52.3.2铸件尺寸公差等级的选用铸件尺寸公差等级的选用见表2-9及表2-10。表2-9大批量生产铸件的尺寸公差等级铸造方法公差等级CT铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金锌合金轻金属合金镍基合金钴基合金砂型铸造手工铸造11~1411~1411~1411~1410~1310~139~1211~1411~14砂型铸造机械造型和壳型8~128~128~128~128~108~107~98~128~12金属型铸造(重力铸造或低压铸造)8~108~108~108~107~97~9压力铸造6~84~64~7熔模铸造水玻璃7~97~97~95~85~87~97~9硅溶液4~64~64~64~64~64~64~6表2-10小批量或单件生产铸件的尺寸公差等级铸造方法造型材料公差等级CT铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金轻金属合金镍基合金钴基合金砂型铸造手工铸造粘土砂13~1513~1513~1513~1513~1513~1513~1513~15化学粘砂12~1411~1311~1311~1310~1210~1212~1412~14注：表中的数值一般适用于大于25mm的基本尺寸。对于较小的尺寸，通常能经济实用地保证下列较细的公差：①基本尺寸≤10mm，精三级；②10mm＜基本尺寸≤16mm，精二级；③16mm＜基本尺寸≤25mm，精一级。92.3.3铸件的机械加工余量铸件的机械加工余量按GB/T6461——1999的规定选取。该标准适用于砂型铸造、金属型铸造、压力铸造和熔模铸造等方法生产的各种金属及合金铸件。加工余量由精到粗分为A、B、C、D、E、F、G、H、J九个精度等级。可按表2-11进行选择。表2-11铸件机械加工余量等级的选择（GB/T6414——1999）铸造方法要求的机械加工余量等级铸钢灰