公差配合与测量技术第4章 表面粗糙度
《公差配合与测量技术》课程标准
《公差配合与测量技术》课程标准一、课程性质本课程是中等职业学校机械类机械加工技术专业必修的一门专业核心课程，是在《机械制图》《机械基础》等课程基础上，开设的一门理论与实践相结合的专业课程，其任务是让学生掌握公差配合与测量技术等方面的基础知识和基本技能，为后续《机械加工实训I》《普通车床加工技术》《普通铳床加工技术》等专业课程学习奠定基础。
二、学时与学分36学时，2学分。
三、课程设计思路本课程按照立德树人的要求，突出核心素养、必备品格和关键能力，兼顾中高职课程衔接，高度融合机械加工检测知识技能的学习和职业精神的培养。
1.依据《中等职业学校机械类机械加工技术专业指导性人才培养方案》中确定的培养目标、综合素质、职业能力，按照知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度，突出机械零件测量、常用量具量仪的使用与维护等专业素养及创新务实的职业精神培养，结合本课程的性质和职业教育课程教学的最新理念，确定本课程目标。
2.根据“中等职业学校机械加工技术专业'工作任务与职业能力'分析表”，依据课程目标和机械加工操作员等职业岗位需求，围绕机械零件测量及仪器的使用与维护等关键能力，体现科学性、适用性原则，确定本课程内容。
3.以公差与配合、常用量具量仪的使用、表面粗糙度测量为主线，将公差配合与测量技术基础知识、基本技能与职业素养有机融入所设置的模块和教学单元。
遵循学生认知规律，参考学生的生活经验，序化教学内容。
四、课程目标学生通过学习本课程，掌握机械加工检测技术的基础知识与基本技能，具备一般机械产品的尺寸、几何公差及表面质量的检测和分析能力，形成良好的职业道德和正确的职业观念。
1.了解公差配合的基本概念及公差标准的基本规定及先进测量技术。
2.正确识读图样上常用各种几何公差的含义，能正确标注几何公差。
3.掌握常用量具量仪的正确使用与维护方法，能正确选用和使用现场量具检测产品。
4.理解表面粗糙度的概念和参数，会检测零件表面粗糙度并正确分析零件的表面质量问题。
机械精度设计与检测习题集(含答案)
第一章绪论参考答案一、判断题（正确的打√，错误的打×）1.不经挑选，调整和修配就能相互替换，装配的零件，装配后能满足使用性能要求，就是具有互换性的零件。
（√）2.互换性原则中适用于大批量生产。
（╳）3.为了实现互换性，零件的公差应规定得越小越好。
（╳）4.国家标准中，强制性标准是一定要执行的，而推荐性标准执行与否无所谓。
（╳）5.企业标准比国家标准层次低，在标准要求上可稍低于国家标准。
（╳）6.厂外协作件要求不完全互生产。
（╳）7.装配时需要调整的零、部件属于不完全互换。
（√）8.优先数系包含基本系列和补充系列，而派生系列一定是倍数系列。
（╳）9.产品的经济性是由生产成本唯一决定的。
（╳）10.保证互换的基本原则是经济地满足使用要求。
（√）11.直接测量必为绝对测量。
( ×) （绝对、相对测量：是否与标准器具比较）12.为减少测量误差，一般不采用间接测量。
( √)13.为提高测量的准确性，应尽量选用高等级量块作为基准进行测量。
( ×)14.使用的量块数越多，组合出的尺寸越准确。
(×)15.0~25mm千分尺的示值范围和测量范围是一样的。
( √)16.用多次测量的算术平均值表示测量结果，可以减少示值误差数值。
( ×)17.某仪器单项测量的标准偏差为σ=0.006mm，若以9次重复测量的平均值作为测量结果，其测量误差不应超过0.002mm。
( ×误差＝X－X0)18.测量过程中产生随机误差的原因可以一一找出，而系统误差是测量过程中所不能避免的。
( ×)19.选择较大的测量力，有利于提高测量的精确度和灵敏度。
( ×)20.对一被测值进行大量重复测量时其产生的随机误差完全服从正态分布规律。
( √)四问答题1什么叫互换性？为什么说互换性已成为现代机械制造业中一个普遍遵守原则？列举互换性应用实例。
（至少三个）。
答：（1）互换性是指机器零件（或部件）相互之间可以代换且能保证使用要求的一种特性。
机械基础教材第四章误差与公差知识教案
第四章误差与公差4.1极限与配合【章节名称】极限与配合【教学目标与要求】一、知识目标1.了解极限与配合的含义。
2.熟悉公称尺寸、实际尺寸、极限尺寸、上下极限偏差、实际偏差、公差、标准公差、基本偏差、配合精度和配合等概念的含义。
二、能力目标会读懂零件图样中上下极限偏差、配合精度与配合种类。
三、素质目标1.了解零件加工中合格产品的尺寸范围要求。
2.了解零件互换性与标准化的重要性。
四、教学要求1.了解极限与配合的概念；2.能读懂零件图样中极限与配合标注的含义。
【教学重点】读懂零件图样中极限与配合的标注。
【难点分析】概念名词多，与生产实际联系多。
讲课时要由浅入深、联系生活生产实际。
【教学方法】讲课时注意联系学生所能接触到的实际。
【教学资源】机械基础在线开放课程．“中国职教MOOC”频道，高等教育出版社。
【教学安排】6学时（270分钟）【教学方法】：讲授与互动交叉进行、讲授中穿插练习与设问。
【教学过程】一、导入新课某个生活用品坏了，可以到商店买个同型号的换上。
而新零件必需具备互换性才能正常使用。
这就要求零件的生产必需达到标准化的技术要求，才能有互换性。
它必需满足零件的极限与配合的技术要求，这是本节课所讲的内容。
二、新课教学（一）互换性与标准化1.完全互换与不完全互换完全互换指新零件在装配或更换时不需要挑选或修配就能使用。
不完全互换指新零件在装配或更换时需要作微小的挑选或修配才能使用。
互换性是大规模生产的前提，是提高经济效益基础。
2.标准化标准化是实现互换性生产的前提，是对生产实施标准化鉴督、管理，和惯彻技术标准的过程。
标准分国家标准（代号GB）－最低标准，行业标准和企业标准－最高标准。
（二）尺寸精度1.孔和轴孔圆柱形内表面。
轴圆柱形外表面。
2．尺寸公称尺寸设计尺寸。
实际尺寸实际测量获得的尺寸。
极限尺寸加工中允许的两个极限尺寸。
3．偏差、公差和公差带（1）偏差分上、下极限偏差和实际偏差上极限偏差上极限尺寸减去公称尺寸所得的代数差。
表面粗糙度的测量
光切法测量原理为从光源发出的光线经聚光镜和狭缝形成一束扁 平光带，通过物镜组以45°方向投射在被测表面上。由于被测表面上 存在微观不平的峰谷，被具有平直边缘的狭缝像的亮带照亮后，表面 的波峰在S点产生反射，波谷在S′点产生反射，在与被测表面成另一 个45°方向经物镜放大后反射到目镜分划板上。从目镜中可以看到被 测表面实际轮廓的影像各自成像在分划板的a和a′处，若两点之间的 距离为N，用目镜上的测微百分表测出轮廓影像的高度N，根据物镜组 的放大倍数K，即可算出被测轮廓的实际高度h。
公差配合与要进行尺寸和形位误差的 测量，还要进行表面粗糙度的测量。其测量方法很多，下面 仅介绍几种常见的测量方法。 一、比较法
比较法是将被测表面与表面粗糙度样块相比较来判断工 件表面粗糙度是否合格的检验方法。
表面粗糙度样块的材料、加工方法和加工纹理方向最好 与被测工件相同，这样有利于比较，提高判断的准确性。另 外，也可以从生产的零件中选择样品，经精密仪器检定后， 作为标准样板使用。
公差配合与测量技术
用样板比较时，可以用肉眼判断，也可以用手触摸感觉， 为了提高比较的准确性，还可以借助放大镜和比较显微镜。 这种测量方法简便易行，适于在车间现场使用，常用于评定 中等或较粗糙的表面。 二、光切法
光切法就是利用“光切原理”来测量零件表面的粗糙度； 工厂中常用的光切显微镜（又称为双管显微镜），就是根 据光切原理制成的测量粗糙度仪器。
光切显微镜
三、针描法 针描法的工作原理是利用金刚石触针在被测表面上等速
缓慢移动，由于实际轮廓的微观起伏，迫使触针上下移动， 该微量移动通过传感器转换成电信号，并经过放大和处理得 到被测参数的相关数值。按照针描法原理测量表面粗糙度的 常用量仪有电动轮廓仪。
机械制造基础第四章表面粗糙度
※给出Rmr(c)参数时，必须同时给出轮廓水平截距c值。
（2）轮廓的实体材料长度Ml(c)
▲定义：评定长度内，一平行于X轴的直线从峰顶线向下 移一水平截距c时，与轮廓相截所得各段截线长度之和。
n
Ml(c) b1 b2 bi bn bi i 1
■轮廓的水平截距c大小可用微米或用它占轮廓制了长波轮廓成分相 对应的中线，即具有几何轮廓形状并划分轮廓的 基准线，用来评定表面粗糙度参数值的给定线。
轮
轮廓的最小二乘中线
廓
中
线
轮廓的算术平均中线
△以中线为基准线评定轮廓的计算制称为中线制
（1）轮廓的最小二乘中线
▲定义：在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏距zi的
6、配合性质高的表面、小间隙配合表面、受重载的过 盈配合表面Ra和Rz值要小； 7、配合性质相同，零件尺寸越小，Ra和Rz值越小；同 一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的Ra和Rz参数值 要小； 8、抗腐蚀性、密封性、外观性要求高的表面的Ra和Rz 参数值要小； 9、标准规定的按规定的参数值选用； 10、尺寸公差值和形状公差值小，其Ra和Rz参数值相应 要小，一般情况下，可取Ra为形状公差值的20-25%。
■轮廓支承长度率（Rmr(c)）随着轮廓的水平截距c 大小而变化。其关系曲线称为支承长度率曲线。
■支承长度率曲线对于 反映零件表面耐磨性有 着显著的功效。
Rmr(c) % 支承长度率曲线
c%
■ 轮廓峰顶线：在取样长度内，平行于基准线并通过 轮廓最高点的线。
■ 轮廓谷底线：在取样长度内，平行于基准线并通过 轮廓最低点的线。
规定取样长度是为了限制减弱宏观几何误差，尤其是表面波 纹度对测量结果的影响，表面越粗糙，取样长度就应越大，它 至少应包含5个以上的轮廓峰和轮廓谷，
表面粗糙度4
• 形状误差 ：零件表面中峰谷的波距大于 10mm的不平程度属于形状误差。
二、表面粗糙度对零件使用性能的影响 影响零件的检测精度及外形美观，影响零件 的使用性能及寿命。 1、影响零件的耐磨性 2、影响配合性质的稳定性 3、影响零件的疲劳强度 4、影响零件的抗腐蚀性 5、影响零件的密封性
4.2 表面粗糙度的评定标准
A.使测量方便； B.等于； C.减少波度的影响 E.小于； D.考虑加工表面不均匀； F.大于； G.等于
• 某轴的尺寸为f60h7，其表面粗糙度Ra值可选 A mm。 A.0.8～1.6; B.0.2～0.4; C.1.6～ 3.2 • 轮廓仪是根据 D 原理制成的，双管显微镜是根 据 B 原理制成的。 A.印模; B.光切; C.干涉; D.针描
• 将表面粗糙度符号标注在图上，要求: 1 ）用任何方法加工圆柱面φd 3 ， R a最大允 许值为3.2μm。 2）用去除材料的方法获得孔φd1，要求R a 最大允许值为3.2μm。 3 ）用去除材料的方法获得表面 a ，要求 R y 最大允许值为3.2μm。 4）其余用去除材料的方法获得表面，要求 Ra允许值均为25μm 。
学习要求： （1）掌握表面粗糙度的高度特性参数，了解 与间距特性和与形状特性有关的参数 （2）掌握表面粗糙度的基本选用原则和标注 方法 （3）了解表面粗糙度的测量方法
4.1 概述
一、表面粗糙度的形成 零件表面的形貌可分为三种情况： 表面粗糙度： 零件表面所具有的微小峰谷的 不平程度，其波距小于 1mm 。属于微观几何形 状误差。 表面波纹度：零件表面中峰谷的波距在 1 ～ 10mm的不平程度称为波纹度。 国际标准化组织第 57 技术委员会正在制定表 面波度的有关标准。
4、轮廓的最小二乘中线（m）（简称中线） 中线：是测量表面粗糙度的基准线，它具有 与被测表面一致的几何轮廓形状（如直线、圆 弧线等）。 最小二乘中线：在取样长度内使轮廓线上各 点的轮廓偏距Yi的平方和为最小的那条线。
公差配合与测量技术实验报告 (2)
公差配合与测量技术实验报告表面粗糙度的检测实验报告一、实验目的1．掌握常用量具的工作原理。
2．了解用光切显微镜测量表面粗糙度的原理和方法。
3．熟悉表面粗糙度参数值常用测量方法。
二、实验原理参看图1，轮廓最大高度Rz 是指在取样长度lr 内，在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Rp 与最大轮廓谷深Rv 之和称之为轮廓最大高度 。
即Rz = Rp - Rv图1 图2光切显微镜能测量80~1μm 的粗糙度，用参数Rz 来评定。
光切显微镜的外形如图2所示。
它由底座1、工作台2、观察光管3、投射光管11、支臂7和立柱8等几部分组成。
光切显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的，如图3所示。
被测表面为P 1、P 2阶梯表面，当一平行光束从450方向投射到阶梯表面上时，就被折成S 1和S 2两段。
从垂直于光束的方向上就可在显微镜内看到S 1和S 2两段光带的放大象1S '和2S '。
同样，S 1和S 2之间距离h 也被放大为1S '和2S '之间的距离1h '。
通过测量和计算，可求得被测表面的不平度高度 h 。
图4为光切显微镜的光学系统图。
由光源1发出的光，经聚光镜2、狭缝3、物镜4以450方向投射到被测工件表面上。
调整仪器使反射光束进入与投射光管垂直的观察光管内，经物镜5成象在目镜分划板上，通过目镜可观察到凹凸不平的光带（图5 b ）。
光带边缘即工件表面上被照亮了的h 1的放大轮廓象为h 1′，测量亮带边缘的宽度h 1′，可求出被测表面的不平度高度h 1：1h ＝1h cos450＝Nh'1cos450式中 N —物镜放大倍数。
图 3 图 4为了测量和计算方便，测微目镜中十字线的移动方向（图5a ）和被测量光带边缘宽度h 1′成450斜角（图5b ），故目镜测微器刻度套筒上读数值h 1′与不平度高度的关系为：1h ''＝020145cos 45cos Nh h ='所以 h ＝Nh N h 245cos 1021"=" 式中，N21＝C ，C 为刻度套筒的分度值或称为换算系数，它与投射角α、目镜测微器的结构和物镜放大倍数有关。
尺寸公差与表面粗糙度
05 总结与展望
总结
尺寸公差与表面粗糙度是机械加工中的重要参数，它 们对产品的性能和可靠性有着显著的影响。
随着科技的不断发展，对尺寸公差与表面粗糙度的要 求也越来越高，这需要我们不断探索新的加工方法和
测量技术，以提高产品的质量和性能。
在实际应用中，应综合考虑尺寸公差与表面粗糙度的 关系，以及它们对产品性能的影响，以制定合理的加
工和测量方案。
展望
随着数字化和智能化技术的不断发展，未来的机械加工将更加依赖于先进的测量技术和数据分析方法。
新的加工方法和材料将对尺寸公差与表面粗糙度提出更高的要求，需要我们不断探索和创新，以适应新 的市场需求。
在未来，尺寸公差与表面粗糙度的研究将更加注重跨学科的合作和交流，以推动相关领域的发展和进步。
测量精度
测量精度对结果的影响很大，因此需要选择精度 合适的测量工具和正确的测量方法，以获得准确 的测量结果。
03 尺寸公差与表面粗糙度的 控制方法
加工工艺控制
加工方法选择
根据零件材料、结构、精度要求等选择合适的加工方 法，如车削、铣削、磨削等。
加工余量分配
合理分配各工序的加工余量，确保最终加工尺寸的精 度。
02
表面粗糙度越高，摩擦系数越大，磨损速度越快，从而影响零
件的耐磨性。
表面粗糙度对零件疲劳强度的影响
03
表面粗糙度越高，应力集中越严重，疲劳裂纹容易形成和扩展，
降低零件的疲劳强度。
尺寸公差对表面粗糙度的影响
尺寸公差越小，表面粗糙度越低
在加工过程中，尺寸公差越小，切削深度、进给量等工艺参数越小，从而减小 表面粗糙度。
热处理工艺
控制零件的热处理工艺，以减小变形和组织不均匀性 对尺寸精度的影响。
【机械制图】表面粗糙度及其标注方法
【机械制图】表面粗糙度及其标注方法零件图除了图形、尺寸这外，还必须有制造零件应达到的一些质量要求，一般称为技术要求。
技术要求的内容通常有：表面粗糙度、尺寸公差、形状和位置公差、材料及其热处理、表面处理等。
下面先介绍表面粗糙度及其注法。
一、表面粗糙度的概念无论采用哪种加工方法所获得的零件表面，都不是绝对平整和光滑的，放在显微镜（或放大镜）下观察，都不得可以看到微观的峰谷不平痕迹，如图1所示。
表面上这种微观不平滑情况，一般是受刀具与零件间的运动、摩擦，机床的振动及零件的塑性变形等各种因素的影响而形成的。
表面上所具有的这种较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征，称为表面粗糙度。
图1 表面粗糙度概念表面粗糙度是评定零件表面质量的一项技术指标，它对零件的配合性质、耐磨性、抗腐象征性、接触刚度、抗疲劳强度、密封性质和外观等都不得有影响。
因此，图样上要根据零件的功能要求，对零件的表面粗糙度做出相应的规定。
评定表面粗糙度的主要参数是轮廓算术平均偏差Ra，它是指在取样长度L范围内，补测轮廓线上各点至基准线的距离yi（如图2）的算术平均值，它是指在取样长度L范围内，被测轮廓线上各点至基准线的距离yi（如图12）的算术平均值，可用下表示：-----------或近似表示为：----------- 轮廓算术平均偏差可用电动轮廓仪测量，运算过程由仪器自动完成。
根据GB/T1031—1995F规定（另外还有GB/T3525——2000以可同时查阅）,Ra数值愈小，零件表面愈趋平整光滑；Ra的数值，零件表面愈粗糙。
图2 轮廓算术平均编差图3 轮廓算术平均编差值二、表面粗糙度的选用表面粗糙度参数值的选用，应该既要满足零件表面的功能要求，又要考虑经济合理性。
具体选用时，可参照已有的类似零件图，用类比法确定。
在满足零件功能要求前提下，应尽量选用较大的表面粗糙度参数值，以降低加工成本。
一般地说，零件的工作表面、配合表面、密封表面、运动速度高和单位压力大的摩擦表面等，对表面平整光滑程度要求高，参数值应取小些。
公差与测量技术课后习题答案
绪论1、在机械和仪器制造业中,零、部件的互换性是指在统一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或修配（如钳工修理）就能装在机器上，并达到规定的功能要求，这样的一批零部件就称为具有互换性的零部件。
在现代工业化生产中，互换性在提高产品质量、提高生产效率和降低生产成本等方面具有重要的意义。
例如在设计、制造和使用中。
对单件及小批量生产的零件也同样需要。
2、完全互换性简称为互换性，它是以零部件装配或更换不需要挑选或修配为条件的,也就是零件能百分之百互换。
不完全互换性在零部件装配时允许有附加的选择或调整，但不允许有修理，所以也称为有限互换性。
不完全互换性要求就是针对加工精度要求高，生产成本要求低的矛盾来选择的。
3、公差是保证互换性得以实现的基本条件。
零件加工后尺寸是否在公差范围内变化必须通过检测才能知道。
公差实质的内容就是一系列国家标准或行业及企业标准，标准化是指这些标准制定到应用的全过程的活动。
互换性与前三者在零件的设计、制造和应用方面的体现。
4、根据《中华人民共和国标准化法》规定，按标准的层次分类，我国的标准的分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。
并将国家标准、行业标准、地方标准分为强制性标准和推荐性标准两类。
5、优先数系是由一些十进制等比数列构成的。
代号为Rr；公比为rrq10(r取5、10、20、40、80)。
例：R5，R10，R20和R40系列。
R5系列的数每隔5位，数值增加10倍。
6、请根据表1-1写出R10 和R10/2系列自1以后的10个数。
1.00 1.25 1.602.002.503.154.005.006.308.001.00 1.62.5 4.0 6.3 10 16 25 40 637、可装配性和零件的互换性不同。
零件可装配不一定有互换性，互换性强调三点：一是按要求（标准）制造、二是可装配、三是满足使用要求。
第一章孔、轴尺寸极限与配合四、问答题1、实际尺寸是通过两点法测量所获得的尺寸；它是零件对应两点间的距离。
公差配合与测量技术 测量表面粗糙度的方法
测量表面粗糙度的方法表面粗糙度的检测,我们常用的有以下几中方法1.显微镜比较法,Ra0.32；将被测表面与表面粗糙度比较样块靠近在一起，用比较显微镜观察两者被放大的表面，以样块工作面上的粗糙度为标准，观察比较被测表面是否达到相应样块的表面粗糙度；从而判定被测表面粗糙度是否符合规定。
此方法不能测出粗糙度参数值2.光切显微镜测量法，Rz：0.8～100；光切显微镜(双管显微镜)是利用光切原理测量表面粗糙度的方法。
从目镜观察表面粗糙度轮廓图像，用测微装置测量Rz值和Ry值。
也可通过测量描绘出轮廓图像，再计算Ra值，因其方法较繁而不常用。
必要时可将粗糙度轮廓图像拍照下来评定。
光切显微镜适用于计量室3.样块比较法,直接目测：Ra2.5；用放大镜：Ra0.32～0.5；以表面粗糙度比较样块工作面上的粗糙度为标准，用视觉法或触觉法与被测表面进行比较，以判定被测表面是否符合规定用样块进行比较检验时，样块和被测表面的材质、加工方法应尽可能一致；样块比较法简单易行，适合在生产现场使用4.电动轮廓仪比较法，Ra：0.025～6.3；Rz：0.1～25；电动轮廓仪系触针式仪器。
测量时仪器触针尖端在被测表面上垂直于加工纹理方向的截面上，做水平移动测量，从指示仪表直接得出一个测量行程Ra值。
这是Ra值测量常用的方法。
或者用仪器的记录装置，描绘粗糙度轮廓曲线的放大图，再计算Ra或Rz值。
此类仪器适用在计量室。
但便携式电动轮廓仪可在生产现场使用5干涉显微镜测量法，Rz：.032～0.8；涉显微镜是利用光波干涉原理，以光波波长为基准来测量表面粗糙度的。
被测表面有一定的粗糙度就呈现出凸凹不平的峰谷状干涉条纹，通过目镜观察、利用测微装置测量这些干涉条纹的数目和峰谷的弯曲程度，即可计算出表面粗糙度的Ra值。
必要时还可将干涉条纹的峰谷拍照下来评定。
干涉法适用于精密加工的表面粗糙度测量。
适合在计量室使用而在现场工作中,我们用的多的是:样块比较法和电动轮廓检测法,样块比较法要求对粗糙度的敏感要求比较高,有些老师傅还是可以做到的,毕竟是凭经验和感觉去比较的,而电动轮廓检测法是靠仪器测量,这样测量出来的准确度就大大提高了,所以说,我们建议用电动轮廓检测法.用什么方法去检测1．比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。
粗糙度、公差
标准公差的数值由查表决定。
20
例1：已知轴 35mm,IT7求标准公差 查附表A-3,
公称尺 寸mm
302页
标准公差＝25um
（９）基本偏差：用以确定公差带相对于零线位置的偏差
基本偏差：用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差.
一般指公差带靠近零线的那个偏差。
若公差带位于零线之上，则下偏差为基本偏差； 若公差带位于零线之下，则上偏差为基本偏差。
3、标注公差带代号及偏差数值
最好的标注：公差带代号和极限偏差数及如何值查表
(a) 装配图 (b) 有利于设计和审图，应注出公差带代号及偏差数值
本章结束
最大间隙
孔最大
轴最大
最小间隙 孔最小
轴最小
过盈配合：孔轴之间总有过盈（包括最小过盈为零）。
孔
最大过盈
最小过盈
轴
过渡配合：孔轴之间可能有间隙，也可能有过盈。
最大间隙
轴
最大过盈
孔
3、
配合制
国标规定配合有两种基准制：基孔制和基轴制。
基孔制：以孔的公差带为基准，改变轴的基本偏差来 达到配合的目的制度。
孔
零线
孔的上极限尺寸
孔的下极限尺寸
（4）尺寸偏差：某一尺寸减去公称尺寸所得的代数差。
上偏差
下偏差
＝
＝
最大极限尺寸-公称尺寸
最小极限尺寸-公称尺寸 上下偏差可 正、可负、可为零
20.023 - 20 ＝ +0.023 20.002 - 20 ＝ +0.002
公称尺寸
20
（5）尺寸公差：允许尺寸的变动量。
基轴制的轴称为基准轴，用基本偏差代号“h”表示。
基轴制配合——基本偏差为一定的轴公差带与不同基 本偏差的孔公差带构成的各种配合称基轴制配合。
公差习题1
第一章绪论一、填空题（1）零部件具有互换性必须满足三个条件，即装配前不经选择，装配时不需要修配调整，装配后满足使用要求。
（2）在生产中采用的分组装配法，是在设计阶段就确定了的，它属于不完全互换。
（3）为了控制加工误差，在设计时需要规定公差，在制造时需要进行检测。
1.（4）保证互换性生产的基础是标准化。
（5）R5 系列中10～100 的优先数是10、 16 、 25 、 40 、63、100。
（6）优先数系R10 系列中在1～10 的进段中包含 11 个优先数。
它们分别为1.00，1.25，1.60，2.00，2.50，3.15，4.00，5.00，6.30， 8 ，10.00二、判断题（1）对大批量生产的同规格零件要求有互换性，单件生产则不必遵循互换性原则。
（ N ）（2）遵循互换性原则将使设计工作简化，生产效率提高，制造成本降低，使用维修方便。
（ Y ）（3）标准化是通过制定、发布和实施标准，并达到统一的过程，因而标准是标准化活动的核心。
（ Y ）三、简答题1、互换性的意义及作用?2、什么是标准、标准化？按标准颁发的级别分，我国有哪几种？3、完全互换和不完全互换有什么区别？各应用于什么场合？第二章极限与配合一、填空1.ф25H7/s6与ф25S7/h6配合性质相同，ф25H8/u7与ф25U8/h7配合性质不同。
2.公差带的大小由公差数值的大小确定，公差带的位置由极限偏差确定。
3.为满足同一使用要求，大批生产时采用的孔、轴配合，应比单件生产时配合紧些。
4.图样上标注的的孔尺寸为φ80Js8,已知IT8=63μm，则基本偏差为0.0315mm ，最大实体尺寸为φ80.0315mm , 最小实体尺寸为φ79.9685mm .5.ф50M6/h5的配合中，已知最大间隙为+7μm,最大过盈为-20μm,轴的下偏差为-11μm，则孔的公差为 16μm ，配合公差为 27μm 。
6.已知基本尺寸ф50mm的轴的最小极限尺寸为ф49.98mm公差为0.011mm，则它的上偏差为 -0.009 ,下偏差为 -0.02 .7.已知某基准孔的公差为0.013mm, 则它的下偏差为 0 ,上偏差为0.0013 。
《极限配合与技术测量》第四章表面结构要求试卷
《极限配合与技术测量》第四章表面结构要求试卷一、单项选择题1.当零件表面是用铸造的方法获得时,标注表面粗糙度时应采用可用( )符号表示。
(2 分) A.B.C.D.2.用以判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度称为( )(2 分)A.基本长度B.评定长度C.取样长度D.轮廓长度3.评定表面粗糙度时,一般在横向轮廓上评定,其理由是( )(2 分)A.横向轮廓比纵向轮廓的可观察性好B.横向轮廓上表面粗糙度比较均匀C.在横向轮廓上可得到高度参数的最小值D.在横向轮廓上可得到高度参数的最大值4.关于表面粗糙度高度参数,下列说法中错误的是( )。
(2 分)A.Ra能充分反映零件表面微观几何形状高度方面的特性B.标准规定优先选用RaC.Ra的测定比较简便D.对零件的一个表面只能标注一个高度参数值5.根据国标GB/T 131-1993,对表面粗糙度代号,下列说法中错误的是( )。
(2 分)A.指定的加工方法为铣削加工B.采用的高度参数为轮廓算术平均偏差R aC.允许的表面粗糙度R a的最大值为3.2µm。
,最小值为1.6µm。
D.加工余量为3µm。
6.电动轮廓仪是利用感触法测量被测表面粗糙度Ra值的仪器,其测量范围一般为Ra( )µm。
(2 分)A.0.5~50B.0.03~1C.0.01~25D.0.1~257.关于表面粗糙度参数值的选择,下列说法正确的是( )。
(2 分)A.同一零件上,非工作表面一般比工作表面的表面粗糙度数值要小B.圆角、沟槽等易引起应力集中的结构,其表面粗糙度数值要小C.非配合表面比配合表面表面粗糙度数值要小D.配合性质相同时,零件尺寸越大,则表面粗糙度数值应越小8.较高精度车床的导轨面,其加工表面应为( )。
(2 分)A.半光表面B.粗糙表面C.光表面D.极光表面9.一般情况下,铣削加工方法能保证的常用表面粗糙度值Ra参数的范围是( )。
(2 分)A.1.6~12.5µmB.0.8~6.3µmC.0.8~12.5µmD.0.1~1.6µm10.根据国标GB/T 131-1993,需要发兰的表面,对其粗糙度R a值的要求一般为( )。
40622《公差配合与技术测量》笫4版习题与练习问题详解t
附录习题与练习答案第一章1-1 不经选择不需修配和调整可满足预定的使用1-3 完全互换法不完全互换法修配法要求1-2 R5( q5) =1.6调整法1-4 国家推荐性标准国家指导性标准1-5 完全互换：同一规格的一批零部件装配前不经选择，装配时也不需修配和调整，装配后即可满足使用要求。
一般大量生产和成批生产，如汽车、拖拉机厂大都采用完全互换法生产，不完全互换：当装配精度要求很高时，仅是组内零件可以互换，组与组之间不可互换，因此叫不完全互换。
当采用完全互换将使零件的尺寸公差很小，加工困难，成本很高，甚至无法加工。
因此，可将其制造公差适当放大，以便加工，完工后再用量仪将零件按实际尺寸的大小分组，如轴承工业常采用按组进行装配的办法，既能保证装配精度与使用要求，又可降低成本。
此外，不完全互换还适用于小批和单件生产，如矿山、冶金等重型机器行业常采用修配法或调整法生产。
1-6 优先数系是国际上统一的数值分级制度，是一种无量纲的分级数系，适用于各种量值的分级。
优先数系由一些十进制的等比数列构成，其代号为Rr，如R5、RlO、R20、R40。
1-7加工误差：一批完工工件的尺寸误差是各不相同的，通常可以减小尺寸误差，但永远不可能消除尺寸误差（即为零值）。
加工误差是工艺系统（机床、夹具、刀具等）误差及其他因素（操作者技术水平、设备、环境条件等）的影响所致。
公差：允许的加工误差（零件尺寸、几何形状、相互位置、表面粗糙度误差的最大变动量），用于限制加工误差。
公差是由设计人员根据产品使用性能要求给定的，反映了一批工件对制造精度的要求及经济性要求，并体现加工难易程度。
公差越小，加工越困难，生产成本就越高。
公差值不能为零。
总之应该做到：合理地选择公差，控制加工误差，正确地采用完全互换或不完全互换的产品生产方式。
第二章2-1 基本偏差不同基本偏差2-2 公差数值基本偏差2-3 精度极限尺寸2-4 基孔与基轴均可。
间隙2-5 –0.025mm - 0.05mm 49.95mm2-6 B2-7 C2-8 D2-9(1)φ28K7 ES = +0.006; EI=0.015(2) φ40M8 ES = +0.005; EI= -O.034(3) φ25Z6 ES = -0.084; EI= -O.097(4) φ30js6 es = +0.0065; ei= -0.0065(5) φ60J6 ES = +0.013; EI= -0.0062-10 附图1、附图22-11 过渡配合 附图3）EI=-10μm ；ei=-20μm ； T f =50μm ； δmax =-10μm2-12 通过类比法确定出配合种类这是最常用的方法。
极限配合和技术测量习题集答案解析
<极限配合与技术测量>习题答案第一章概述1-1 "极限配合与技术测量"是中等职业学校机械加工专业的主干课程,是技术性和实践性都比较强的一门技术基础课。
主要内容包括：极限与配合、形和位公差、表面粗糙度技术测量。
1-2 所谓互换性是指在制成同一规格的零件中，不需要任何挑选或附加加工就可以直接使用，组装成部件或整机，并能达到设计要求。
遵循互换性原则，不仅能提高生产率，而且能有效地保证产品质量，降低生产成本，所以互换性是机器和仪表制造中重要的生产原则。
1-3 互换性可分为完全互换和不完全互换两种。
完全互换是指零、部件在装配时，不需要任何选择或附加加工。
其通用性强，装配方便，可减少修理时间，利于专门化生产，在制造业中被广泛采用。
如螺栓、圆柱销等标准件的装配大都属于此类情况；而不完全互换是指零部件在装配时允许进行附加加工、选择和调整，以提高装配的精度和解决加工的困难。
如精度要求较高的滚动轴承，常采用不完全互换法。
1-4 装配时通常按零件的实际尺寸大小分成若干组，使同组零件的相配尺寸相差值很小，再与对应组内零件进行装配，这种方法称为分组装配法。
该方法既能保证装配精度与使用要求，又降低了成本。
此时，仅是组内零件可以互换，组与组之间不可互换，因此属不完全互换。
如精度要求较高的滚动轴承，常采用分组装配法。
1-5 由于加工中各种因素的影响，不可能把零件加工成理论上准确的尺寸，总会有误差存在，加工误差可分为以下几类：（1）尺寸误差：指加工后零件某处的实际尺寸对理想尺寸之差的偏差值。
如图纸上标注的尺寸为30mm，加工后的尺寸为，则尺寸误差为。
（2）形状误差：指加工后零件上实际的线或面对理想形状的偏差值。
如轴的横截面为圆形，加工后实际形状为椭圆形，这就是形状误差。
（3）位置误差：指实际零件形体上的点、线、面对各自要求的理想方向和理想位置的偏差量。
理想方向和理想位置指几何意义上的绝对平行、垂直、同轴及绝对准确的角度和位置关系。
4 粗糙度
基本术语
轮廓中线
具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。
（1）轮廓的最小二乘中线 （2）轮廓的算术平均中线
基本术语
（1）轮廓的最小二乘中线
最小二乘中线
yi
lr
y min
i 1 2 i
n
l
0
y dx min
2
在取样长度内，实际被测轮廓线上 的各点至该线的距离平方和为最小.
基本术语
（2）轮廓的算术平均中线
在取样长度内，被测实际轮廓上，最大轮廓 峰高Zp与最大轮廓谷深Zv之和的高度.
评定参数 增加 微观不平度十点高度Ｒz
Rz
,
Z
i 1
5
pi
Z vi
i 1
5
5
在取样长度内５个最大的轮廓峰高Zpi平均值与 5个最大轮廓谷深Zvi平均值之和。Rz 只能反映轮廓 的峰高，不能反映峰顶的尖锐或平钝的几何特性。
轮廓单元 （profile element ） 轮廓单元宽度Xs（profile element width） 轮廓单元高度Zt（profile element height ）
基本术语
Xs1
Xs2
Xs3 中线
Xs4
Xs5
Xs6
Zt
lr
评定参数
轮廓算术平均偏差Ra 轮廓最大高度 Rz 轮廓单元的平均宽度Rsm
3.A E 4.A B D
5．表面粗糙度是指＿＿。 6．评定长度是指＿＿，它可以包含几 个＿＿。 7．测量表面粗糙度时，规定取样长度 的目的在于＿＿。 8．国家标准中规定表面粗糙度的主要 评定参数有＿＿、＿＿两项。
5.表面粗糙度 : 加工表面所具有的较小 间距和峰谷组成的微观几何形状特性 6.指评定表面粗糙度所需的一段长度， 可以包含五个取样长度ln =5lr 7.为了限制和削弱表面波纹度对表面粗糙 度测量结果的影响 8.主要评定参数有： 廓算术平均偏差Ｒa 轮廓的最大高度 Rz
公差配合与测量技术表面粗糙度
2.摩擦表面、承受重载荷和交变载荷表面的粗糙度数值应选小值。 3.配合精度要求高的结合面、尺寸公差和形位公差精度要求高的
表面，粗糙度选小值。 4.同一公差等级的零件，小尺寸比大尺寸，轴比孔的粗糙度值要小。
用去除材料方法获得的表面粗 糙度，Ra的最大值为 6.3μm，Ra的最小值为 3.2μm
用不去除材料方法获得的表面 粗糙度，Ry的最大值为 100μm
用去除材料方法获得的表面粗 糙度，Ra的最大值为 6.3μm，Rz的最大值为 100μm
三、表面粗糙度在图样上的标注方法
4.4 表面粗糙度数值的选择
5.要求耐腐蚀的表面，粗糙度值应选小值。 6.有关标准已对表面粗糙度要求作出规定的应按相应标准确定表
面粗糙度数值。
4.5 表面粗糙度的测量
一、比较法：
将被测表面与粗糙度标准样板相比较，通过视觉、触 感或其它方法进行比较后， 对被测表面的粗糙度作出评定的方法。
二、光切法：
利用“光切原理”测量表面粗糙度的方法。光切显微镜又称双管显微镜
表示表面是用去除材料的方法获得。如车、铣、刨、磨、钻、 剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、
气割等
表示表面是用不去除材料方法获得。 如铸、锻、冲压变形、热轧、粉末冶金等。或者是用于保持
原供应状况的表面（包括保持上道工序的状况）
表示所有表面具有相 同的表面粗糙度
要求
二、表面粗糙度的标注
a 1、a2——粗糙度参数代号及数值（μm）； 如3.2、6.3等 见表5-5
Ra越大，表面越粗糙
2.微观不平度十点高度Rz：
在取样长度l内，被测表面5个最大轮廓峰高的平均值与5个最 大轮廓的谷深的平均值之和。
表面粗糙度04
表面粗糙度现代化的机械工业，要求机械零件具有互换性，这就必须合理地保证零件的表面粗糙度、尺寸精度以及形状和位置精度。
为此，我国已经制定了相应的国家标准，在生产中必须严格执行和遵守。
零件图上除了表达该零件形状的图形和表示其大小的尺寸外，还必须标注和说明制造零件时应达到的一些技术要求。
它包括以下一些内容：1、零件的表面粗糙度。
2、零件上重要尺寸的公差及零件的形状和位置公差。
3、零件材料的热处理及表面处理。
4、零件特殊加工要求及检验和试验的说明等。
有些技术要求已有国家标准规定的注法，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差等，应按规定的代号、符号、数字等标注在图形上之外，无规定的技术要求右文字分条书写在图纸下方的空白处。
下面只介绍国家标准《表面粗糙度》、《公差与配合》、《形状和位置公差》的基本内容。
表面粗糙度一、表面粗糙度的概念零件的各个表面无论加工得多么光滑，置于显微镜下观察，都可以看到峰谷不平的情况，如右图所示。
加工表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特征称为表面粗糙度。
它的形成是由于零件在加工过程中，机床、刀具的振动、材料被切削时产生的塑性变形及刀痕等因素等造成的。
二、表面粗糙的评定参数表面粗糙度是衡量零件质量的标志之一，它对零件的配合、耐磨性、抗腐蚀性、接触刚度、抗疲劳强度、密封性和外观都有影响。
国家标准规定，评定表面粗糙度的高度参数有三个：轮廓算术平均偏差Ra 、微观不平十点高度Rz 、轮廓最大高度Ry 。
目前在生产中评定零件表面质量的主要参数是轮廓算术平均偏差。
它是在取样长度l 内，轮廓偏距y 绝对值的算术平均值，用Ra表示，如图所示。
用公式可表示为：Ra 用电动轮廓仪测量，运算过程由仪器自动完成的。
Ra 的数值见下表。
Ra 的数值 （单位：μm ）三、表面粗糙度符号及其参数值的标注方法1、表面粗糙度符号 表面粗糙度的符号及其意义见下表。
号基本符号，单独使用这符号是没有意义的基本符号上加一短划，表示是用去除材料的方法获得表面粗糙度。
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Ry =Rp + Rm
在三个评定参数中,Ra最能客观反映工的表面实际 情况,常用表示零件表面粗糙度.
三,一般规定
轮廓算术平均偏差Ra 轮廓算术平均偏差
系列值 补充系 列
0.008 0.010 0.012 0.016 0.020 0.025 0.032 0.040 0.050 0.063 0.080 0.100 0.80 1.00 0.40 0.50 0.63 6.3 8.0 10.0 0.20 0.25 0.32 3.2 4.0 5.0 0.125 0.160 1.25 1.6 2.0 2.5
表面粗糙度高度参数值得标注示例及意义
代 号 意 义 代 号 意 义
用任何方法获得的表面粗 糙度,Ra的上限值为 糙度,Ra的上限值为 6.3m 6.3m 用去除材料方法获得的表 面粗糙度,Ra的上限 面粗糙度,Ra的上限 值为6.3m 值为6.3m 用去除材料方法获得的表 面粗糙度,Ra的上限 面粗糙度,Ra的上限 值为6.3m,Ra的下限 值为6.3m,Ra的下限 值为3.2m 值为3.2m 用不去除材料方法获得的 表面粗糙度,Ry的上 表面粗糙度,Ry的上 限值为100m 限值为100m 用去除材料方法获得的表 面粗糙度,Ra的上限 面粗糙度,Ra的上限 值为6.3m,Rz的上限 值为6.3m,Rz的上限 值为100m 值为100m
常用的测量仪器——干涉显微镜
四,针描法: 针描法又称感触法,是一种接触式测量表 针描法:
面粗糙度的方法,
电动轮廓仪
�
(m)
补充 系列 系列 值 补充 系列
系列 值
补充 系列
系列 值
12.5 16 20 25 32 40 50 63 80 100
4.3 表面粗糙度代号及标注
一,表面粗糙度符号和代号
基本符 号
表示表面是用去除材料的方法获得.如车,铣,刨, 磨,钻,剪切,抛光,腐蚀,电火花加工, 气割等
表示表面是用不去除材料方法获得. 如铸,锻,冲压变形,热轧,粉末冶金等.或者是用于保持 原供应状况的表面(包括保持上道工序的状况)
第四章 表面粗糙度及测量
4.1 概述
一,表面粗糙度概念:
微小的峰谷高 低程度及间距状况 λ——波距 h——波高
λ/h>1000宏观
λ / h <40微观
λ/h =40～1000波度误差
二,表面粗糙度对零件使用性能的影响
1.对摩擦和磨损的影响 表面越粗糙,f 2.对配合性质的影响: 如果是间隙配合,磨损后,间隙增大; 如果是过盈配合,由于峰值的存在,压入后,过盈量不足. 3.对疲劳强度的影响: 表面越粗糙,凹谷越深,应力集中越 严重,容易产生疲劳破坏. 表面越粗糙,峰值越大,实际接触面 4.对接触刚度的影响: 小,单位面积受力增加. 5.对耐腐蚀性能的影响: 表面越粗糙容易将腐蚀物存于谷中, 造成对工件表面的腐蚀. 两相对表面运动时,磨损越快.
用任何方法获得的表面粗 糙度,Ra的最大值为 糙度,Ra的最大值为 6.3m 6.3m 用去除材料方法获得的表 面粗糙度,Ra的最大 面粗糙度,Ra的最大 值为6.3m 值为6.3m 用去除材料方法获得的表 面粗糙度,Ra的最大 面粗糙度,Ra的最大 值为6.3m,Ra的最 值为6.3m,Ra的最 小值为3.2m 小值为3.2m 用不去除材料方法获得的 表面粗糙度,Ry的最 表面粗糙度,Ry的最 大值为100m 大值为100m 用去除材料方法获得的表 面粗糙度,Ra的最大 面粗糙度,Ra的最大 值为6.3m,Rz的最 值为6.3m,Rz的最 大值为100m 大值为100m
3.基准线:为了计算粗糙度值时,所用的一条线. 3.基准线:
轮廓最小二乘中线: 轮廓上的点到轮廓偏距的平方和为最小
基准线
轮廓算术平均中线: 在轮廓上找到一条直线,该直线 使上,下部分的面积相等. 算术平均法常用目测确定中线,是一种近视的图解, 在生产中常用它替代最小二乘法.
∫
l 0
y dx = 极小值
2.微观不平度十点高度Rz: 2.微观不平度十点高度R
在取样长度l内,被测表面5个最大轮廓峰高的平均值与5个最 大轮廓的谷深的平均值之和.
1 Rz= ( 5
∑y
i =1
5
pi
+
∑y
i =1
5
vi
)
Rz和Ra比较,测点少,故Ra更客观反映工件的表面实际情况.
3.轮廓最大高度R 3.轮廓最大高度Ry:
4.5 表面粗糙度的测量
一,比较法: 将被测表面与粗糙度标准样板相比较,通 过视觉,触 感或其它方法进行比较后,对 被测表面的粗糙度作出评定的方法.
二,光切法: 利用"光切原理"测量表面粗糙度的方法.光切
显微镜又称双管显微镜
三,干涉法:利用光波干涉原理来测量表面粗糙度的方法.主 干涉法:
要用于测量表面粗糙度的Rz和Ry值,可以测到较 小的参数值,通常测量范围0.03—1m
F1+F3+F2n-1 = F2+F4+F2n
二,表面粗糙度主要评定参数
1.轮廓算术平均偏差Ra:
在取样长度内,轮廓上的点到基准线距离 (偏距) 绝对值的算术平均值
1 Ra = l
∫
l 0
y dx
1 n
近似为 Ra =
∑
n
i =1
yi
在实际测量中,n为有效数,测量次数越多, Ra越准确.
Ra越大,表面越粗糙
表示所有表面具 有相同的表面粗 糙度 要求
二,表面粗糙度的标注
a 1,a2——粗糙度参数代号及数值(μm); 如3.2,6.3等 见表5-5 b——加工要求,镀涂,表面处理或其它说明等
c——取样长度(mm)或波纹度(m); d——加工纹理方向符号; e——加工余量(mm); f——粗糙度间距参数值(mm)或轮廓支承长度率.
4.2 表面粗糙度评定参数
一,术语
1.取样长度l: 用来判断表面粗糙度特征的一段基准长度.
一般情况下,取样长度至少包括5个峰和5个谷.
2.评定长度l n : 2.评定长度
评定轮廓粗糙度所必须的一段长度.
一般情况下取 ln=5l. . 若表面加工不均匀,应取ln>5 若表面加工不均匀,应取 >5l . 反之,取ln<5 反之,取 <5l
三,表面粗糙度在图样上的标注方法
4.4
表面粗糙度数值的选择
在满足使用要求的情况下,尽量选择大的数值. 1.同一零件,配合表面,工作表面的数值小于非配合表面,非工 作表面的数值. 2.摩擦表面,承受重载荷和交变载荷表面的粗糙度数值应选小值. 3.配合精度要求高的结合面,尺寸公差和形位公差精度要求高的 表面,粗糙度选小值. 4.同一公差等级的零件,小尺寸比大尺寸,轴比孔的粗糙度值要小. 5.要求耐腐蚀的表面,粗糙度值应选小值. 6.有关标准已对表面粗糙度要求作出规定的应按相应标准确定表 面粗糙度数值.