《互换性与测量技术》(习题答案).doc

习题答案

第1章 绪论
一、填空题
1．几何参数互换性 功能互换性
2．完全互换 不完全互换 不完全互换
3．误差 检测
4．基础标准 产品标准 方法标准 安全和环境保护标准
5．R5 R10 R20 R40 先疏后密 R80 参数分级很细或基本系列中的优先数不能适应实际情况
二、选择题
1．ABCD 2．A B 3．B
三、判断题
1．× 2．× 3．√ 4．√
四、问答题
1．什么是互换性？互换性在机械设计与制造中的意义如何？
答：互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选、调整或修配（如钳工修理）就能装在机器上，达到规定的性能要求。
互换性给产品的设计、制造、使用和维修都带来了很大的方便。
（1）设计方面
从设计方面看，由于采用按互换性原则设计和生产的标准零件和部件，可以简少绘图、计算等设计工作量，缩短设计周期，提高设计的可靠性，有利于产品的多样化和计算机辅助设计。
（2）制造方面
从制造方面看，互换性有利于组织大规模专业化生产，有利于采用先进的工艺和高效的专用设备，有利于实现加工和装配过程的机械化、自动化。
（3）使用和维修方面
从使用和维修方面看，具有互换性的零部件在磨损或损坏后可以及时更换，因而减少了机器的维修时间和费用，可保证机器工作的连续性和持久性，提高了机器的使用价值。
因此，互换性对保证产品质量、提高生产率、降低产品成本、降低劳动强度等方面均具有重要意义，它已成为现代机械制造业中一个普遍遵循的原则。
2．完全互换和不完全互换有何区别？
答：完全互换是指在零部件装配或更换时，不需要选择、调整或修配，就可以达到预定的装配精度要求。例如，常见的螺栓、螺母等标准件的互换性就属于完全互换。
不完全互换是指在装配前需要将零部件预先分组或在装配时需要进行少量修配调整才能达到装配精度的要求。例如，拖拉机、汽车的活塞销和活塞销孔装配时的分组法装配、减速机轴承盖装配时的垫片厚度调整法装配等都属于不完全互换。
3．按级别分，标准可分为哪几类？
答：按级别分，我国的标准可分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四级。从世界范围看，更高级别的标准还有国际标准和区域标准。
4．下列两列数据属于哪种优先数系？公比为多少？
（1）电动机转速（r/min）：375、750、1500、3000。
（2）摇臂钻床的最大钻孔直径（mm）：25、40、63、80、100、125。
答：（1）公比q＝750/375＝1500/750＝3000/1500＝2。故电动机转速数据属于优先数系的派生系列R10/3。
（2）公比q＝40/25＝63/40＝80/63＝100/80＝125/100＝1.25。故摇臂钻床的最大钻孔直径数据属于优先数系的基本系列R10。
第2章 测量技术基础
一、填空题
1．量块标称长度 制造误差 检定后得到的实测中心长度 制造误差 测量精度高
2．量具 量规 量仪 计量装置
3．刻线间距c 分度值i
4．等精度测量 不等精度测量
5．随机误差
6．分散程度 随机误差 随机误差
二、选择题
1．A 2．C 3．B 4．A 5．AD 6．D 7．AB
三、判断题
1．√ 2．× 3．× 4．√ 5．× 6．×
四、问答题
1．什么是测量？测量过程有哪四个要素？
答：测量是指为确定被测几何量的量值而进行的实验过程，其实质是将被测几何量的量值L与作为计量单位的标准量E进行比较，从而确定其比值q的过程，即q＝L/E。因此，被测几何量的量值为：L＝qE。
一个完整的测量过程应包括测量对象、计量单位、测量方法和测量精度四个要素。
Ø 测量对象：本课程研究的测量对象是几何量，包括长度、角度、表面粗糙度、形位误差、螺纹及齿轮等零件的几何参数。
Ø 计量单位：我国的法定计量单位采用国际单位制。其中，长度的计量单位为米（m）；角度的计量单位为弧度（rad）和度（°）、分（′）、秒（″）。
Ø 测量方法：是指测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件的总和。
Ø 测量精度：是指测量结果与测量对象真实值的一致程度。测量结果越接近真实值，测量精度越高；反之，测量精度越低。
2．试从83块一套的量块中分别组合下列尺寸：
（1）28.875mm （2）38.935mm （3）70.845mm
答：（1）28.875mm
28.875 所需尺寸
－1.005 第一块量块尺寸
27.870
－1.37 第二块量块尺寸
26.500
－6.5 第三块量块尺寸
20.000 第四块量块尺寸
即28.875＝1.005＋1.37＋6.5＋20
（2）38.935mm
38.935 所需尺寸
－1.005 第一块量块尺寸
37.930
－1.43 第二块量块尺寸
36.500
－6.5 第三块量块尺寸
30.000 第四块量块尺寸
即38.935＝1.005＋1.43＋6.5＋30
（3）70.845mm
70.845 所需尺寸
－1.005 第一块量块尺寸
69.840
－1.34 第二块量块尺寸
68.500
－8.5 第三块量块尺寸
60.000 第四块量块尺寸
即70.845＝1.005＋1.34＋8.5＋60
3．试阐述游标卡尺的刻线原理及读数方法。
答：（1）游标卡尺的刻线原理
按测量精度不同，游标卡尺的读数值有0.1mm、0.05mm和0.02mm三种。以常用的读数值0.02mm为例，尺身上49mm刚好等于游标50格的长度，则游标每格为49/50＝0.98mm，尺身与游标每格相差1－0.98＝0.02mm，故其读数值为0.02mm。
（2）游标卡尺的读数方法
用游标卡尺测量时，首先应知道游标卡尺的读数值和测量范围。游标尺的“0”线是读毫米的基准。读数时，要看清尺身和游标的刻线，两者结合起来读。具体读数步骤如下：
① 读整数
读出尺身上靠近游标“0”线左边最近的刻线数值，该数值即为被测量的整数值。
② 读小数
找出与尺身刻线相对准的游标刻线，将其顺序号乘以游标的读数值所得的积，即为被测量的小数值。
判断游标上哪条刻线与尺身刻线相对准，可用下述方法：选定相邻的三条线，如果左侧的线在尺身对应线右侧，右侧的线在尺身对应线左侧，则中间的那条线便可以认为是对准了。
③ 求和
将整数值和小数值相加，所得的数值即为测量结果。
4．用两种方法分别测量两个尺寸，设它们的真值分别为：x1＝50mm，x2＝80mm。如果测得值分别为50.004mm和80.006mm，试评定哪一种方法的测量精度较高。
答：对基本尺寸相同的几何量进行测量时，可以通过绝对误差δ来判断其测量精度的高低；但对基本尺寸不同的几何量进行测量时，就不能用绝对误差δ来判断其测量精度的高低了，而应该用相对误差ε来判断。
本题中为两个基本尺寸不同的几何量，其测量精度应该用相对误差ε来判断。根据式（2–7）可得：

可以看出，基本尺寸为80mm的几何量的测量精度较高。
5．测量误差可分为哪几类？各自有何特征？
答：按其性质和特点不同，测量误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。
（1）系统误差
系统误差是指在相同测量条件下，多次测量同一量值时，误差大小和符号均保持不变的测量误差，或当条件改变时，误差大小和符号按一定规律变化的测量误差。其中，前者称为常值系统误差，如量块长度尺寸的误差、仪器的原理误差和制造误差等；后者称为变值系统误差，例如，温度均匀变化引起的测量误差（按线性变化），百分表刻度盘与指针回转中心不重合引起的测量误差（按正弦规律周期性变化）等。
（2）随机误差
随机误差是指在相同测量条件下，多次测量同一量值时，误差大小和符号以不可预见的方式变化的误差。它是由于测量过程中的偶然因素和不稳定因素综合形成的，也是不可避免的，例如，测量过程中温度的波动、测量力不稳定、量仪的示值变动、读数不一致等引起的测量误差，都属于随机误差。
对于某一次的测量结果，随机误差无规律可循；但如果进行多次重复测量，随机误差的分布则服从一定的统计规律。
（3）粗大误差
粗大误差是指超出在一定测量条件下预计的测量误差。粗大误差的特点是：其绝对值较大，会明显歪曲测量结果。在正常情况下，一般不会产生粗大误差，它主要是由于测量者的疏忽大意，在测量过程中看错、读错、记错数值，或突然的冲击振动等引起的。
6．对某一尺寸进行15次等精度测量，各次的测得值按测量顺序记录如下（单位为mm）：
30.457、30.458、30.458、30.457、30.467、30.457、30.458、30.465
30.457、30.457、30.466、30.458、30.469、30.458、30.458
假定测量过程中没有常值系统误差，试求出测量结果。
答：（1）计算算术平均值

（2）计算残余误差vi
根据式（2–15）计算残余误差，同时计算出vi2、和，将测得值及上述计算值列入表2-1中。
表2-1 测得值及残余误差计算表
序号
测得值xi（mm）
残余误差vi（μm）
残余误差的平方vi2（μm2）
1
30.457
－3
9
2
30.458
－2
4
3
30.458
－2
4
4
30.457
－3
9
5
30.467
＋7
49
6
30.457
－3
9
7
30.458
－2
4
8
30.465
＋5
25
9
30.457
－3
9
10
30.457
－3
9
11
30.466
＋6
36
12
30.458
－2
4
13
30.469
＋9
81
14
30.458
－2
4
15
30.458
－2
4

＝30.460

（3）判断变值系统误差
根据残余误差观察法判断，测量列中的残余误差大体上正、负相间，无明显的变化规律，因此，可以认为无变值系统误差。
（4）计算标准偏差的估计值σ′
根据式（2–20）可得标准偏差的估计值σ′为：
μm
（5）判断粗大误差
由于3σ＝3×4.31＝12.93μm，而测量列中没有大于12.93μm的残余误差，故根据3σ准则，可认为不存在粗大误差。
（6）计算算术平均值的标准偏差估计值
根据式（2–22）可得算术平均值的标准偏差估计值为：
μm
算术平均值的极限误差为：

（7）计算测量结果
根据式（2–23），测量列的测量结果可表示为：

第3章 极限与配合
一、填空题
1．形状误差 提取组成要素的局部尺寸 两点法
2．误差 误差 尺寸的制造精度要求 难易程度 尺寸与公称尺寸 加工难易程度
3．线性关系式 几何级数 标准公差等级系数a与标准公差因子i的乘积
4．基本偏差代号 对称于零线
5．基孔制配合 冷拉钢材作轴 根据结构需要和加工方便 特小尺寸的配合
二、选择题
1．ABCD 2．B 3．D 4．C 5．A 6．BD 7．A
三、判断题
1．× 2．√ 3．√ 4．× 5．× 6．× 7．×
二、问答题
1．按表3-1已给出的数值，经过计算填写空格处的数值，单位（mm）。
表3-1 计算空格处数值
公称尺寸
上极限尺寸
下极限尺寸
上极限偏差
下极限偏差
公差
孔φ30

30.020

0.100
轴φ55

＋0.060
＋0.040

轴φ60

－0.060

0.046
解：（1）孔φ30
根据定义：公差是指上极限尺寸减下极限尺寸之差。可以计算上极限尺寸：
Dmax＝30.020＋0.100＝30.120mm
根据定义：上极限偏差是指上极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。可计算上极限偏差：
ES＝30.120－30＝＋0.120mm
根据定义：下极限偏差是指下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。可计算下极限偏差：
EI＝30.020－30＝＋0.020mm
（2）轴φ55
根据定义：公差是指上极限偏差减下极限偏差之差。可以计算公差：

根据定义：上极限偏差是指上极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。可计算上极限尺寸：
dmax＝55＋0.060＝55.060mm
根据定义：下极限偏差是指下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。可计算下极限尺寸：
dmin＝55＋0.040＝55.040mm
（3）轴φ60
根据定义：公差是指上极限偏差减下极限偏差之差。可以计算下极限偏差：
ei＝－0.060－0.046＝－0.106mm
根据定义：上极限偏差是指上极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。可计算上极限尺寸：
dmax＝60－0.060＝59.940mm
根据定义：下极限偏差是指下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。可计算下极限尺寸：
dmin＝60－0.106＝59.894mm
各计算结果如表3-2所示。
表3-2 答案
公称尺寸
上极限尺寸
下极限尺寸
上极限偏差
下极限偏差
公差
孔φ30
30.120
30.020
＋0.120
＋0.020
0.100
轴φ55
55.060
55.040
＋0.060
＋0.040
0.020
轴φ60
59.940
59.894
－0.060
－0.106
0.046
2．公称尺寸D＝d＝25mm，孔的极限尺寸Dmax＝25.021mm，Dmin＝25mm；轴的极限尺寸dmax＝24.980mm，dmin＝24.967mm。现测得孔、轴的实际（组成）要素分别为Da＝25.010mm，da＝24.971mm。求孔、轴的极限偏差、实际偏差及公差，并画出孔、轴的公差带图。
解：孔的极限偏差
ES＝Dmax－D＝25.021－25＝＋0.021mm
EI＝Dmin－D＝25－25＝0
轴的极限偏差
es＝dmax－d＝24.980－25＝－0.020mm
ei＝dmin－d＝24.967－25＝－0.033mm
孔的实际偏差
Ea＝Da－D＝25.010－25＝＋0.010mm
轴的实际偏差
ea＝da－d＝24.971－25＝－0.029mm
孔的公差
Th＝Dmax－Dmin＝25.021－25＝0.021mm
轴的公差
Ts＝dmax－dmin＝24.980－24.967＝0.013mm
孔、轴的公差带图如图3-1所示。

图3-1 孔、轴的公差带图
3．计算φ孔与φ轴配合的最大间隙、最大过盈及配合公差，并画出公差带图。
解：（1）计算最大间隙、最大过盈
根据式（3–3）可得最大间隙为：
Xmax＝ES－ei＝＋0.021－0.002＝0.019mm
根据式（3–5）可得最大过盈为：
Ymax＝EI－es＝0－0.015＝－0.015mm
（2）画尺寸公差带图，判断配合类型
画出尺寸公差带图，如图3-2所示。可以看出，孔和轴的公差带有交叠，故为过渡配合。
（3）计算配合公差
根据式（3–9）可得配合公差为：

图3-2 尺寸公差带图
4．查表确定下列尺寸的公差带代号。
（1）φ（轴） （2）φ（孔）
（3）φ（轴） （4）φ（孔）
解：（1）φ（轴）
基本偏差es＝0，基本偏差代号为h。
Ts＝es－ei＝0－（－0.011）＝0.011mm＝11μm
查表3-4得公差等级为IT6，故公差带代号为h6。
（2）φ（孔）
基本偏差EI＝0，基本偏差代号为H。
Th＝ES－EI＝＋0.087－0＝0.087mm＝87μm
查表3-4得公差等级为IT9，故公差带代号为H9。
（3）φ（轴）
基本偏差es＝－0.050，查附表1得基本偏差代号为e。
Ts＝es－ei＝－0.050－（－0.075）＝0.025mm＝25μm
查表3-4得公差等级为IT7，故公差带代号为e7。
（4）φ（孔）
基本偏差ES＝＋0.005，查附表2得基本偏差代号为M。
Th＝ES－EI＝＋0.005－（－0.041）＝0.046mm＝46μm
查表3-4得公差等级为IT8，故公差带代号为M8。
5．有一配合，公称尺寸为φ40mm，工作要求：Xmax＝＋0.068mm，Xmin＝＋0.025mm。要求选择合适的配合代号，并对结果进行检验。
解：（1）选择配合制
该配合属于一般情况，应选择基孔制。孔的基本偏差代号为H，EI＝0。
（2）确定公差等级
计算允许的间隙配合公差为

由表3-4所示可知，IT6＝0.016mm，IT7＝0.025mm，IT8＝0.039mm。考虑到工艺等价性原则，取
Th＝IT7，Ts＝IT6
此时， IT7＋IT6＝0.025＋0.016＝0.041mm≤Tf
（3）确定非基准件的基本偏差
根据式（3–4），计算轴的上极限偏差
es＝EI－Xmin＝0－0.025＝－0.025mm
对于间隙配合，轴的基本偏差为上偏差。由附表1所示，可得到轴的基本偏差代号为f，形成配合φ40H7/f6。
（4）检验选择结果
根据式（3–1）和式（3–2）可以确定出
φ
此时，配合的实际极限间隙为
＝ES－ei＝0.025－（－0.041）＝＋0.066mm
＝EI－es＝0－（－0.025）＝＋0.025mm
显然，配合所保证的极限间隙与要求的极限间隙非常接近，完全满足使用要求。因此，所选配合是正确的。
6．如图3-3所示为钻孔夹具简图。已知：（1）配合面①和②都有定心要求，需用过盈量不大的固定连接；（2）配合面③有定心要求，在安装和取出定位套时需轴向移动；（3）配合面④有导向要求，且钻头能在转动状态下进入钻套。试选择上述各配合面的配合种类，并简述理由。

1－钻模板；2－钻头；3－定位套；4－钻套；5－工件
图3-3 钻孔夹具简图
解：题中几种配合均为一般情况，应选择基孔制配合。
（1）由于配合面①和②都有定心要求，有较小过盈量，且配合件之间无相对运动，故根据表3-15和表3-16所示，可选择过盈配合，非基准件的基本偏差代号为p。
（2）由于配合面③有定心要求，且在安装和取出定位套有轴向移动（只有移动），故根据表3-15和表3-16所示，可选择间隙配合，非基准件的基本偏差为h或g。
（3）由于配合面④有导向要求，且钻头能在转动状态下进入钻套，故配合件之间存在的相对运动为转动和移动。根据表3-15和表3-16所示，可选择间隙配合，非基准件的基本偏差为e。
第4章 几何公差与检测
一、填空题
1．公称要素 实际要素 被测要素 基准要素
2．形状公差 方向公差 位置公差 跳动公差。
3．几何公差带 形状 大小 方向 位置
4．单一基准 组合基准 三基面体系
5．公差框格 指引线 几何特征符号 公差值 基准符号 其他附加符号
6．直线度 平面度 圆度 圆柱度 线轮廓度 面轮廓度
7．某个测量截面 整个表面
8．小于 大于
9．提取要素的局部尺寸 单独标注的形状公差 一般形状公差或包容要求 最大实体要求 最小实体要求
10．中心要素 对零件配合性质要求不严、但要求保证可装配性
11．1～12共12个等级 0～12共13个等级 H、K、L共3个等级
12．最小区域
13．与拟合要素比较原则 测量坐标值原则 测量特征参数原则 测量跳动原则 控制实效边界原则。
二、选择题
1．ABCD 2．ABC 3．B 4．C 5．B 6．D 7．D 8．BCD 9．ABCD
10．ABD 11．C
三、判断题
1．√ 2．× 3．× 4．× 5．× 6．× 7．√ 8．× 9．√
四、问答题
1．将下列几何公差要求标注在图4-1上。
（1）圆锥面圆度公差为0.006mm；
（2）圆锥素线直线度公差为7级（L＝50mm）；
（3）φ80H7遵守包容要求，其孔表面的圆柱度公差为0.005mm；
（4）圆锥面对φ80H7轴线的斜向圆跳动公差为0.02mm；
（5）右端面对左端面的平行度公差为0.005mm；
（6）其余几何公差按GB/T 1184—1996中K级制造。
解：标注如图4-2所示。

图4-1 题1图 图4-2 题1答案
2．将下列几何公差要求标注在图4-3上。
（1）φ40h8圆柱面对两φ25h7公共轴线的径向圆跳动公差为0.015mm；
（2）两φ25h7轴颈的圆度公差为0.01mm；
（3）φ40h8左右端面对两φ25h7公共轴线的轴向圆跳动公差为0.02mm；
（4）键槽10H9中心平面对φ40h8轴线的对称度公差为0.015mm。

图4-3 题2图
解：标注如图4-4所示。
3．图4-5中几何公差的标注有错误，请加以改正（不改变几何特征符号）。
解：正确标注如图4-6所示。

图4-4 题2答案

图4-5 题3图

图4-6 题3答案
4．分析图4-7所示三个图的公差带有何异同。
解：图4-7所示三个图公差带的异同如表4-1所示。

（a） （b） （c）
图4-7 题4图
表4-1 题4答案
图号
公差项目名称
公差带
a
面对线的垂直度
间距等于0.03mm、且垂直于基准轴线A的两平行平面所限定的区域
b
轴向圆跳动
与基准轴线A同轴的任一半径的圆柱截面上，间距等于0.03mm的两圆所限定的圆柱面区域
c
轴向全跳动
间距等于0.03mm、垂直于基准轴线A的两平行平面所限定的区域
5．简述形状公差带和方向公差带的特点。
答：（1）形状公差带的特点：没有基准，不与其他要素发生关系。形状公差带本身没有方向和位置要求，它可根据被测要素的实际方向和位置进行浮动，只要被测要素位于其中即可。
（2）方向公差带具有以下特点：
① 方向公差带相对于基准有确定的方向，其位置是可以浮动的。
② 方向公差带具有综合控制被测要素方向和形状的功能。在保证使用要求的前提下，对被测要素给出方向公差后，通常不再对其提出形状公差要求。如对被测要素的形状有进一步要求时，则可以再给出形状公差，但其数值应小于方向公差值。
6．根据图4-8所示的标注填表4-2。

（a） （b） （c）
图4-8 题6图
表4-2 题6表
图号
采用的公差原则
遵守的理想边界
边界尺寸（mm）
最大实体状态时的直线度公差（mm）
最小实体状态时的直线度公差（mm）
a
最大实体要求
最大实体实效边界
49.990
0.015
0.040
b
包容要求
最大实体边界
49.975
0
0.025
续表4-2
图号
采用的公差原则
遵守的理想边界
边界尺寸（mm）
最大实体状态时的直线度公差（mm）
最小实体状态时的直线度公差（mm）
c
独立原则
―
―
0.015
0.015
7．当被测要素遵守最大实体要求和最小实体要求时，其实际尺寸的合格性如何判断？
答：（1）当被测要素遵守最大实体要求时，被测要素的实际轮廓在给定的长度上处处不得超出最大实体实效边界，即其体外作用尺寸不得超出最大实体实效尺寸，且其局部实际尺寸在最大实体尺寸和最小实体尺寸之间。
对于内尺寸要素：
Dfe≥DMV＝Dmin－t，Dmax＝DL≥Da≥DM＝Dmin
对于外尺寸要素：
dfe≤dMV＝dmax＋t，dmax＝dM≥da≥dL＝dmin
（2）当被测要素遵守最小实体要求时，被测要素的实际轮廓在给定的长度上处处不得超出最小实体实效边界，即其体内作用尺寸不得超出最小实体实效尺寸，且其局部实际尺寸在最大实体尺寸和最小实体尺寸之间。
对于内尺寸要素：
Dfi≤DLV＝Dmax＋t，Dmin＝DM≤Da≤DL＝Dmax
对于外尺寸要素：
dfi≥dLV＝dmin－t，dmax＝dM≥da≥dL＝dmin
8．形位公差值的选择原则是什么？选择时应考虑哪些情况？
答：几何公差值的选择原则：
（1）根据零件的功能要求，并考虑到加工的经济性和零件的结构、刚性等情况，按公差表中数系确定要素的公差值，同时考虑下列情况：
① 在同一要素上给出的形状公差值应小于方向、位置和跳动公差值。例如，要求平行的两个表面，其平面度公差值应小于平行度公差值。
② 圆柱形零件的形状公差值（轴线的直线度除外），一般情况下应小于其尺寸公差值。
③ 平行度公差值应小于其相应的距离公差值。
（2）对下列情况，考虑到加工的难易程度和除主参数外其他参数的影响，在满足零件功能的要求下，适当降低1～2级选用：
① 孔相对于轴；② 细长比较大的轴和孔；③ 距离较大的轴和孔；④ 宽度较大（一般大于1/2长度）的零件表面；⑤ 线对线和线对面相对于面对面的平行度、垂直度公差。

第5章 表面粗糙度与检测
一、填空题
1．在X轴方向判别被评定轮廓不规则特征的长度 表面波度
2．用于评定被评定轮廓的X轴方向上的长度 一个或几个 5
3．轮廓算术平均偏差Ra 轮廓最大高度Rz等 轮廓单元的平均宽度Rsm 轮廓支承长度率Rmr（c）
4．尺寸 材料外 表面 带箭头或黑点
5．图样的标题栏
二、选择题
1．B 2．BD 3．D 4．B 5．A
三、判断题
1．√ 2．× 3．√ 4．× 5．√
四、问答题
1．表面粗糙度的含义是什么？它与形状误差和表面波度有何区别？
答：表面粗糙度是指加工表面上由较小间距的峰谷组成的微观几何形状误差。表面粗糙度越小，表面越光滑。
零件同一表面存在着叠加在一起的三种误差，即形状误差（宏观几何形状误差）、表面波度误差和表面粗糙度（微观几何形状误差）。三者之间通常可按相邻波峰和波谷之间的距离（波距）加以区分：波距大于10mm的属于形状误差；波距在1～10mm的属于表面波度误差；波距小于1mm的属于表面粗糙度。
2．表面粗糙度的评定参数如何选择？
答：在表面粗糙度的评定参数中，Ra和Rz两个幅度参数为基本参数，Rsm和Rmr（c）为附加参数。这些参数分别从不同角度反映了零件的表面形貌特征，但都存在着不同程度的不完整性。在具体选用时，如果零件表面没有特殊要求，一般仅选用幅度参数；如果零件表面有特殊功能要求，为了保证功能和提高产品质量，可以附加选用间距参数或混合参数来综合控制表面质量。
（1）轮廓算术平均偏差Ra
由于Ra既反映加工表面的微观几何形状特征，又能反映微观凸峰高度，且测量效率高，测量时便于进行数据处理，因此，在幅度参数常用的参数值范围内（Ra为0.025～6.3μm、Rz为0.1～25μm），推荐优先选用Ra值。
（2）轮廓最大高度Rz
Rz反映轮廓情况虽不如Ra全面、客观，但其概念简单，测量方便，同时也弥补了Ra不能测量极小表面的不足。因此，在零件加工表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）、过于光滑（Ra＜0.025μm），或测量面积很小时，可以选用Rz值。
（3）轮廓单元的平均宽度Rsm和轮廓支承长度率Rmr（c）
附加参数Rsm和Rmr（c）只有在幅度参数不能满足表面功能要求时，才附加使用。例如，当表面要求耐磨时，可以选用Ra、Rz和Rmr（c）；当表面要求密封性时，可以选用Rz和Rsm；当表面着重要求外观质量和可漆性时，可以选用Ra和Rsm。
3．一般情况下，φ40H7和φ80H7相比，φ40H6/f5和φ40H6/s5相比，哪个应选较小的表面粗糙度值？
答：φ40H7和φ80H7相比，φ40H7的表面粗糙度值应小些，因为为保证表面粗糙度与尺寸相协调，尺寸小时，表面粗糙度值也要小些。
φ40H6/f5和φ40H6/s5相比，φ40H6/s5的表面粗糙度值应小些，因为此配合为过盈配合，而φ40H6/f5为大间隙配合，为保证配合的稳定性，过盈配合的表面粗糙度值应小些。
4．图样上表示表面结构的符号有几种？其意义如何？
答：图样上表示表面结构的符号有五种，其图形及意义如表5-1所示。
表5-1 表面结构符号
符号
意义

基本图形符号，由两条不等长的与标注表面成60°夹角的直线构成，表示表面可用任何方法获得。当不加注粗糙度参数值或有关说明（如表面热处理、局部热处理等）时，仅适用于简化代号标注

扩展图形符号，基本图形符号上加一短横，表示指定表面用去除材料方法（如车、铣、钻等）获得

扩展图形符号，基本图形符号上加一圆圈，表示指定表面用不去除材料方法（如铸造、锻造、热轧等）获得

完整图形符号，在上述三个符号的长边上加一横线，用于标注表面结构特征的补充信息

工件轮廓各表面的图形符号，在完整图形符号上加一圆圈，表示图样上构成封闭轮廓的各表面有系统的表面结构要求
5．将下列表面粗糙度的要求标注在图5-1上。
（1）用去除材料方法获得表面a和b，要求Ra上限值为1.6μm。
（2）用任何方法加工表面φd1和φd2圆柱面，要求Rz上限值为6.3μm，下限值为3.2μm。
（3）用去除材料方法加工其余表面，要求Ra上限值为12.5μm。

图5-1 题5图
解：表面粗糙度的标注如图5-2所示。

图5-2 题5答案
第6章 光滑工件尺寸的检测
一、填空题
1．把尺寸超出规定尺寸极限的工件判为合格 把处在规定尺寸极限之内的工件判为废品 产品质量 经济损失
2．最大实体尺寸（MMS）和最小实体尺寸（LMS） 安全裕度A
3．IT6～IT11 IT12～IT18 1/10 1/6 1/4 0.9
4．孔或轴的上极限尺寸和下极限尺寸 被检孔或轴边界条件 成对 工件是否合格 工件的实际尺寸数值
5．塞规（孔用量规） 环规（轴用量规） 工作量规 验收量规 校对量规
6．孔或轴形状 最大实体尺寸 配合长度
二、选择题
1．A BC 2．AB 3．B 4．D 5．C
三、判断题
1．√ 2．× 3．× 4．√ 5．√
四、问答题
1．如何选择验收极限方式？
答：验收极限方式的选择要结合尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等级、测量不确定度和工艺能力等因素综合考虑。
（1）对遵循包容要求的尺寸、公差等级较高的尺寸，其验收极限按内缩方式确定。
（2）当工艺能力指数Cp≥1时，其验收极限可按不内缩方式确定；但对遵循包容要求的尺寸，其最大实体尺寸一边的验收极限仍按内缩方式确定。
（3）对偏态分布的尺寸，其验收极限可以仅对尺寸偏向的一边按内缩方式确定。
（4）对非配合和一般公差的尺寸，其验收极限按不内缩方式确定。
2．试确定检验φ35e9（）轴时的验收极限，选择相应的计量器具。
解：（1）确定验收极限方式、安全裕度A和计量器具的测量不确定度允许值u1
由于φ35e9（）轴为一般公差，因此，验收极限应按不内缩方式确定，即安全裕度A＝0。由表6-1所示，并根据计量器具测量不确定度允许值优先选用I档的原则，确定u1＝0.0056mm。
（2）计算验收极限
根据式（6–3）和式（6–4）可得该轴的上、下验收极限为：
上验收极限＝最大实体尺寸（MMS）＝35－0.050＝34.950mm
下验收极限＝最小实体尺寸（LMS）＝35－0.112＝34.888mm
（3）选择计量器具
根据工件的公称尺寸35mm，由表6-2可查得，分度值为0.01mm的外径千分尺，其测量不确定度u1'＝0.004mm＜u1，可满足使用要求。
3．试确定检研φ45k6（）轴时的验收极限，选择相应的计量器具。
解：（1）确定验收极限方式、安全裕度A和计量器具的测量不确定度允许值u1
由于φ45k6（）轴遵循包容要求，因此，验收极限应按内缩方式确定。由表6-1可查得安全裕度A＝0.0016mm，按计量器具测量不确定度允许值优先选用I档的原则，确定u1＝0.0014mm。
（2）计算验收极限
根据式（6–3）和式（6–4）可得该轴的上、下验收极限为：
上验收极限＝最大实体尺寸（MMS）－A＝45＋0.018－0.0016＝45.0164mm
下验收极限＝最小实体尺寸（LMS）＋A＝45＋0.002＋0.0016＝45.0036mm
（3）选择计量器具
根据工件的公称尺寸45mm，由表6-3可查得，分度值为0.001mm的比较仪，其测量不确定度u1'＝0.0011mm＜u1，可满足使用要求。
4．校对量规可分为哪三种类型？其各自作用是什么？如何检验量规的合格性？
答：校对量规可分为“校通—通”塞规、“校止—通”塞规和“校通—损”塞规三种。
“校通—通”塞规（代号TT）是指检验轴用通规的校对量规。其作用是防止轴用通规尺寸过小。检验时，该校对塞规应能通过轴用通规，否则该轴用通规不合格。
“校止—通”塞规（代号ZT）是指检验轴用止规的校对量规。其作用是防止轴用止规尺寸过小。检验时，该校对塞规应能通过轴用止规，否则该轴用止规不合格。
“校通—损”塞规（代号TS）是指检验轴用通规是否到达磨损极限的校对量规。其作用是防止轴用通规超出磨损极限尺寸。检验时，该校对塞规应该通不过轴用通规，否则该轴用通规已达到或超过磨损极限，不应再使用。
5．计算φ30H7/n6孔和轴用量规的极限偏差。
解：（1）查出孔与轴的极限偏差
由国家标准GB/T 1800.1—2009可查出孔与轴的上、下极限偏差为：
孔：ES＝＋0.021mm，EI＝0；
轴：es＝＋0.028mm，ei＝＋0.015mm。
（2）查出工作量规的尺寸公差T和位置要素Z值
由表6-5可查出工作量规的尺寸公差T和位置要素Z值，并确定校对量规的尺寸公差：
孔用量规：T＝0.0024mm，Z＝0.0034mm，T/2＝0.0012mm
轴用量规：T＝0.002mm，Z＝0.0024mm，T/2＝0.001mm
校对量规的尺寸公差：TP＝T/2＝0.001mm
（3）计算量规的