公差带图在机械加工工艺规程制定中的应用

公差带图在机械加工工艺规程制定中的应用

甘万辉张广雯

广东长盈精密技术有限公司

摘要：在社会经济的不断发展中，机械加工无论是在技术上还是工艺上都取得了明显的进步与提升。现阶段，在机械加工工艺规程的制定当中，公差带图是首要的选择。在实际的制定中，相关技术人员要对公差带的知识强化理解和掌握，并且在实际的工作中能够灵活的运用这些知识来解决问题，这也是技术人员必须要具备的基础条件。而且在时代的发展中要积极的学习先进的机械加工工艺和技巧，再合理的运用公差带图就能够更好的完成规程的制定。

关键词：公差带图；机械加工工艺规程制定；应用

机械加工工艺规程主要规定的是零件切削加工工艺和操作方法等，其对于机械产品的生产效率和质量而言具有直接的影响和作用。机械加工工艺在整个机械加工过程中都具有关键的位置，怎样才能够使得机械加工工艺规程具有合理性和规范性，是设计人员重点思考的问题，对工序的余量、工序尺寸以及公差予以确定，是机械加工工艺规程制定的关键。所以，设计人员要结合此情况进行详细的分析、实践并总结。而公差带图是公差和配合示意图的简称，是一种表示尺寸偏差范围的图形。在工序的余量、工序尺寸以及公差予以确定时，就可以利用公差带图来进行解决，其在机械加工工艺规程制定中具有显著的效果。

1、公差带图在确定加工余量中的运用

在进行机械加工过程中，对机械加工的余量予以确定是及其重要的，正常情况下机械加工余量的大小对于机械加工零件的生产效率和质量而言具有一定的影响作用。若是加工余量比较大，那么就会使得机械加工期间的工作量逐渐加大，降低了生产率，也使得原材料的使用量逐渐加大，导致设备工具、电力等消耗更加严重，切削力逐渐增加，使得工件变形情况严重；而若是加工余量过小，就使得机械加工期间产生的缺陷和问题无法避免和排除，不仅对机械零件加工的质量造成影响，严重的情况下也极有可能导致零件的报废。

1.1加工余量的意义

加工余量指的是在加工期间，从加工表面切除的金属层厚度分成总余量和工序余量。其中总余量指的是零件在成品的加工过程中在表面切除的金属层总厚度，实际上就是零件毛坯尺寸和设计图中尺寸之间的差别，也是各个工序余量的总和。而工序余量指的是相邻两个工序之间存在的差别，是一道工序在某个表面上切除的金属层厚度。因为各个工序尺寸之间存在一定的公差，因此实际上余量值是会发生变化的，工序余量还有最大余量、最小余量和公称余量的差别。最大余量和最小余量就是字面上的意思，而公称余量是相邻两道工序之间尺寸的差距。

1.2加工余量的算法

正常情况下，加工余量的算法主要有试切法和调整法这两种，而且这两种算法精准程度比较高。当然，方法不同加工余量的算法也就各不相同。

1.2.1试切法

试切法是一种从试切-测量-试切，直到测量结果与图纸要求的结果保持一致即可，内表面和外表面在加工时相邻工序尺寸、公差、余量之间的关系如下图所示：

从图中不难看出，内表面和外表面最大余量就是公称余量与本工序尺寸公差的和，而最小余量是余量和上工序尺寸公差的差，余量公差是本工序尺寸公差与上工序尺寸公差的和。根据公差带图就能够将最大余量、最小余量和公称余量之间的关系分析清楚，而且一目了然，便于理解。

1.2.2调整法

调整法指的是根据零件的规定尺寸将刀具和工件的位置进行合理的调整，确保加工表面尺寸的最佳方法。在利用调整法进行加工的过程中，因为加工期间误差复映规律，当上道工序尺寸达到最大的状态时，本道工序尺寸就会最大。利用公差带图就能够将想立即尺寸、公差以及余量三者之间的关系切实的体现出来，如下图所示：

根据公差带图就能够看出，内表面和外表面加工的最大余量就是公称余量，而最小余量是公称余量与上工序尺寸公差和本工序尺寸公差之间差的差，余量公差就是上工序尺寸公差和本工序尺寸公差之间差。

1.3加工余量方法的确定

加工余量方法的确定原则是确保加工质量的基础上降低加工余量。加工余量方法的确定共有三种：第一是凭借经验确定的，这种方法不够精准，为了降低废品量，余量会偏大一些，在单件或者是批量规模小的生产中得到应用；第二是查阅相关的余量表格来确定，这种方法的应用比较全面。根据设计手册来进行加工余量的查阅，有的是最小余量，也有的是工程余量，在进行切削用量的计算时，正常情况下是按照公称余量来进行计算的。实际上来讲最具有合理性的就是第三种方法：加工余量分析计算法，这种方法在对影响加工余量的因素进行分析的条件下，通过综合计算来确定余量大小的一种方法。其思路是按照加工要求、工序能力来进行的，计算出最小余量之后再结合需求情况求出最大余量和公称余量。由此可见，公差带图能够简化加工余量的计算，在确定加工余量中具有一定的作用。

2、公差带图在分析假废品区域中的运用

假废品指的是在加工检验过程中实际测量尺寸超出工序尺寸，在工序上将其划分为假废品。但是在设计尺寸方面来看，其依然是合格品，并不是废品。这种在工序上报废的零件仍然保持着合格的现象，也就是假废品。出现假废品的主要原因就是工序尺寸来源的问题，如果工序尺寸运用的是尺寸链原理，出现假废品的可能性就非常高。假废品若是将其当作真废品来处理的话，就会对资源造成一定的损失，尤其是大批量生产损失会更大。为了避免生产中出现损失，在生产中若是发现产品超差的出现，不应该将其当作报废处理，要复测尺寸链中组成环的尺寸，之后重新计算封闭环的尺寸。若是重新计算的结果同样超出封闭环的尺寸，那么就可以将其当作废品处理。反之则当作合格品处理。这个过程中，不仅增加了人工，也使得工作量加大，降低了生产效率，也在无形中增加了产品的成本。所以，在零件加工中要对假废品区域进行确定。

2.1测量基准同设计基准不一致

如下图所示，在检验过程中，正常情况下是对A1进行测量来判断出A2的合格情况，测量的基准是A面，但是在测量中存在在与设计基准不一致的现象。A2颗粒运用尺寸链原理来进行换算。在进行尺寸链的设计中，工序尺寸是由设计尺寸来决定的，若是测量基准同设计基准不一致的情况下，就需要利用工序尺寸来进行换算。

3、公差带图在图表跟踪中的运用

在进行工艺规程的制定中，同方向上具有很多的尺寸，在加工过程中定位基准的零件需要进行反复的转换，因为工序尺寸的关系具有一定的复杂性，再加之余量确定的问题，利用图表跟踪法还是比较便利的。为了便于计算，利用双向对称偏差标准公差和尺寸，工序尺寸是根据“入体原则”来进行标注的，需要进行多次的转换，利用公差带图就能够使得转换更加的方便，尺寸转换公差带图如下图所示：

结束语

综山所述，在进行机械加工工艺规程制定过程中，合理的运用公差带图，既能够将加工余量的算法进行简化，也能够分析出加工期间假废品区域的简便方法。对公差带图这种方法的相关知识进行掌握，在实际中灵活运用是非常关键的。

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