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毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为加工总余量。加工总余量的大小取决于加工过程中各个工序切除金属层厚度。每一道工序所切除的金属层厚度称为工序余量。加工总余量和工序余量的关系可按下式表示
式中 Z 0 ——加工总余量；
Z 1 ——第一道粗加工工序的加工余量；
Z i ——工序余量；
n ——工序数目。
Z 1 余量的大小与毛坯的制造精度有关，而毛坯的制造精度实际上又受到生产类型和毛坯的制造方法的影响。毛坯制造精度高（如大批大量生产的模锻毛坯），则第一道粗加工工序的加工余量小，若毛坯制造精度低（如单件小批生产的自由锻毛坯），则第一道粗加工工序的加工余量就大。具体数值可参阅有关的工艺手册。其他工序的余量将在本节中进行探讨。
工序余量还可定义为相邻两工序尺寸之差。由于每道工序尺寸是有公差的，因此工序余量也是有公差的。所以工序余量的大小可通过工序余量的基本尺寸（或称为公称尺寸）和余量公差来反映。余量的基本尺寸可按下式计算：
对于外表面（被包容面），如图2.16（a）所示，
对于内表面（包容面），如图2.16（b）所示，
式中 Z b ——本工序的基本余量；
a ——上工序的工序尺寸；
b ——本工序的工序尺寸。
上式是针对机械零件的非对称表面的单边加工余量而言的。在机械零件中，也存在外圆、内孔等对称表面，其加工余量也是对称的，称为双边加工余量。
对于轴外圆，如图2.17（a）所示，
对于内孔，如图2.17（b）所示，
式中2 Z b ——直径上的加工余量；
d a ——上工序的直径尺寸；
d b ——本工序的直径尺寸。
图2.16 单边余量
图2.17 双边余量
工序余量在确定了基本尺寸后，还需要确定余量公差。余量公差值等于本工序尺寸公差与上工序尺寸公差之和。如图2.18所示为一被包容件的余量公差示意图。工序余量有公称余量 Z b ，最大余量 Z max ，最小余量 Z min 。余量公差可表示为：
式中 T z ——余量公差；
Z max ——最大余量；
Z min ——最小余量；
T a ——上工序的工序尺寸公差；
T b ——本工序的工序尺寸公差。
图2.18 被包容件的加工余量及公差
图2.19 工序余量示意图
一般情况下，工序尺寸的公差按“入体原则”标注。即对被包容尺寸（轴的外径，实体长、宽、高），其最大加工尺寸称为公称尺寸，上极限偏差为零，那么下极限为负值，如轴径
。对于包容尺寸（孔的直径、槽的宽度），其最小加工尺寸就是公称尺寸，下极限偏差为零，上极限为正值，如孔径
。毛坯及孔中心距尺寸公差按双向对称极限偏差形式标注，如
L
= 30±0.1。如图2.19（a）、（b）所示分别为被包容件（轴）和包容件（孔）的工序尺寸、工序尺寸公差、工序余量和毛坯余量之间的关系。其中，加工面安排了粗加工、半精加工和精加工。
d
坯
、
d
1
、
d
2
、
d
3
分别为毛坯、粗、半精、精加工工序尺寸，
T
坯
、
T
1
、
T
2
、
T
3
分别为毛坯、粗、半精、精加工工序尺寸公差，
Z
1
、
Z
2
、
Z
3
分别为粗、半精、精加工工序余量（基本尺寸），
Z
0
为毛坯余量。
工序余量的影响因素相对复杂。除第一道粗加工工序余量与毛坯制造精度有关外，其他工序的工序余量主要受以下几个方面的影响。
①上工序的尺寸公差 T a 。如图2.19所示，本工序的加工余量包含上工序的工序尺寸公差，即本工序应切除上工序可能产生的尺寸误差。
②上工序产生的表面粗糙度 R z 值（轮廓最大高度）和表面缺陷层深度 H a ，如图2.20所示。各种加工方法的 R z 和 H a 的数值见表2.7的实验数据。
③上工序留下的空间误差 e a 。如图2.21所示的轴线直线度误差和表2.8所列的各种位置误差。形成上述误差的情况各异，可能是由上道工序加工方法带来的，也有可能是热处理后产生的，或是毛坯带来的，虽经前面工序加工，但仍未得到完全纠正。因此，其量值大小需根据具体情况进行具体分析。有的需要查表，有的需要抽样检查来进行统计分析。
④本工序的装夹误差 ε b 。由于这项误差会直接影响加工面与切削刀具的相对位置，所以加工余量中应包括这项误差。
由于空间误差和装夹误差都是有方向的，所以要采用矢量相加的方法取矢量和的模进行余量计算。
图2.20 工件表层结构示意图
图2.21 轴线弯曲造成余量不均
表2.7 各种加工方法的表面粗糙度 R z （轮廓最大高度）和表面缺陷层 H a 的数值
表2.8 零件各项位置精度对加工余量的影响
综合上述各影响因素，有如下余量计算公式：
对于单边余量
对于双边余量
若采用无心磨床磨削外圆时，因无本工序的装夹误差 ε b ，所以
采用浮动镗刀块镗孔或采用浮动铰刀铰孔或采用拉刀拉孔，这些方法不能纠正孔的上个工序位置误差，本工序装夹误差也可忽略，所以
研磨、珩磨、抛光及光整加工工序，主要是为了减小表面粗糙度值，所以
①计算法。根据以上余量计算公式，具体分析影响加工余量的因素，通过计算确定加工余量。这种方法理论上较合理，但因要有比较全面和可靠的影响因素数据支持才能进行计算，实施起来较困难。目前，主要在贵重材料加工、军工生产、少数大量生产中采用。
②查表法。确定加工余量时，先查阅相关手册，再结合工厂的实际情况进行适当修正后确定。目前，查表法在各工厂使用较广泛。手册就是根据生产实践和试验研究积累的数据制成的各种表格，再汇集成手册供查阅。
③经验估计法。根据工艺人员的实际经验确定加工余量。为了防止余量过小而产生废品，一般情况下，估算的余量稍偏大。经验估计法常用于单件小批生产。
在确定加工余量时，要分别确定加工总余量（即毛坯余量）和工序余量。加工总余量的大小与所选择的毛坯制造精度有关。粗加工余量不能用查表法确定，而要用总余量减去其他工序余量求得。
在加工工艺中，工艺基准和设计基准重合的情况下，工序尺寸与公差的确定方法如下：
①确定各加工工序的加工余量。
②从终加工工序开始，即从设计尺寸开始，逐步推算（加上或减去每个加工工序余量），从而得到各工序公称尺寸（包括毛坯尺寸）。
③除终加工工序外，其他各加工工序按各自所采用加工方法的加工经济精度确定工序尺寸及公差（终加工工序的公差按设计要求确定）。
④填写工序尺寸并按“入体原则”标注工序尺寸及公差。
【例2.1】 某轴直径为 ϕ 50 mm，其公差等级为IT5，表面粗糙度要求为 R a =0.04μm，并要求高频淬火，毛坯为锻件。其工艺路线为：粗车—半精车—高频淬火—粗磨—精磨—研磨。计算各工序尺寸及公差。
【解】 先用查表法确定加工余量。由工艺手册查得：研磨余量为0.01 mm，精磨余量为0.1 mm，粗磨余量为0.3 mm，半精车余量为1.1 mm，粗车余量为4.5 mm，各工序余量相加可计算总余量为6.01 mm，取整数为6 mm，则需把粗车余量修正为4.49 mm。
计算各加工工序的工序尺寸。研磨后工序尺寸为50 mm，即设计尺寸。其他工序尺寸可依次求得：
精磨：50+0.01 = 50.01（mm）
粗磨：50.01+0.1 = 50.11（mm）
半精车：50.11+0.3 = 50.41（mm）
粗车：50.41+1.1 = 51.51（mm）
毛坯：51.51+4.49 = 56（mm）
确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度。研磨工序后为IT5，其中 R a = 0.04μm是设计要求。其他工序根据工艺手册查各加工方法的经济精度和表面粗糙度可得：精磨后选定为IT6， Ra = 0.16μm；粗磨后选定为IT8， Ra = 1.25μm；半精车后选定为IT11， Ra = 5μm；粗车后选定为IT13， Ra = 16μm。
根据上述经济加工精度查公差表，将查得的公差数值按“入体原则”标注在工序公称尺寸上。查工艺手册可得锻造毛坯公差为±2 mm。具体见表2.9。
表2.9 工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定
以上确定工序尺寸及公差方法的前提是工艺基准和设计基准重合，而当工艺基准与设计基准不重合时，工序尺寸及公差的确定就需要采用尺寸链换算的方法来确定。