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第四章形状和位置公差及检测（一）一、判断题1.有位置公差要求的被测要素都不是单一要素。
（）2.在位置公差中基准只有一个。
（）3.给定相互垂直的两个方向的垂直度要求时，公差带形状是一个四棱柱。
（）4.定向公差带具有确定的位置，还具有综合控制被测要素的方向和形状的职能。
（）5.三基面体系中的三个平面相互是垂直的。
（）6.径向圆跳动中，在测量时测量仪器可以在圆柱面上来回移动。
（）7.径向全跳动与圆柱度的公差带形状一样，故含义也一样。
（）8.基准选择时，主要考虑基准统一原则，再兼顾设计要求及装配要求。
（）二、解答题1.习题图4-1所示销轴的三种形位公差标注，它们的公差带有何不同？图4—1 销轴2.习题图4-2所示零件标注的位置公差不同，它们所要控制的位置误差区别何在？试加以分析说明。
图4—2 零件图3.在底板的边角上有一孔，要求位置度公差为Φ0.1mm，习题图4-3所示的四种标注方法，哪种标注方法正确？为什么另一些标注方法不正确？a）b）c）d）图4—3 零件图4.习题图4-4所示的零件，标注了两种不同的位置公差，它们的要求有何不同？a) b)图4—4 零件图第四章形状和位置公差及检测（二）一、判断题1.采用零形位公差，指在任何情况下被测要素的形位公差总是零。
（）2.最大实体要求应用于被测要素又应用于基准要素时，公差值只能从被测要素或基准要素一处得到补偿。
（）3.在满足功能要求的前提下，形位公差项目的选择应尽量选测量简单的项目。
（）4.在保证关联作用尺寸不超越最大实体尺寸的场合下，最好在选择公差原则时选最大实体要求。
（）5.国家标准对位置度公差值直接规定了具体等级和数值。
（）6.国家标准对形位公差的未注公差值均未规定公差等级和数值。
（）7.用与理想要素比较原则测量形位公差时，理想要素要绝对精确，不能用模拟法获得。
（）8.用两点法测量圆度误差时，只能得到近似的测量结果。
（）二、解答题1.试按习题图4-5的形位公差要求填写下表图4—5零件图2.某种零件表面的平面度公差为0.02mm，经实测，实际表面上的九点对测量基准的读数（单位为μm），如习题图4-6所示，问该表面的平面度误差是否合格？图4—6 零件平面度测得数据3.习题图4-7中的四种标注方法，分析说明它们所表示的要求有何不同（包括采用的形位公差原则，理想边界尺寸、允许的垂直度误差等）？a）b）c）d）图4—7 公差的标注。
第4章形状和位置公差的检测习题参考答案1、在图4-1所示销轴的三种形位公差标注中，它们的公差带有何不同？图4-1 销轴答：a）公差带是距离为0.02mm的两平行平面之间的区域；b）公差带是直径为0.02mm的圆柱面内的区域；c）公差带是距离为0.02mm且平行于基准A的平行平面之间的区域。
2、图4-2所示零件标注的位置公差不同，它们所要控制的位置误差区别何在？图4-2 零件图答：a）为垂直度公差，公差带与基准轴线相垂直。
它的公差带相对于基准有确定的方向，并且公差带的位置可以浮动。
它的公差带具有综合控制被测要素的方向和形状的职能。
b）为圆跳动公差，控制与基准同轴的任一半径位置的圆柱面上的位置误差。
c）为全跳动公差，控制与基准同轴的所有半径位置的圆柱面上的位置误差；跳动公差带相对于基准轴线有确定的位置，它可以综合控制被测要素的位置、方向和形状的。
3、图4-3所示的两种零件，标注敢不同的位置公差，它们的要求有何不同？答：a）要求斜端面对φ基准轴线成60°的理想方向，又要求斜端面中点在φ轴方向距离B面有公差要求。
b）要求斜端面对φ基准轴线成60°的理想方向，则公差带是距离为公差值0.05mm，且与基准轴线成60°角的两平行平面之间的区域。
图4-3 零件图4、在底边的边角上有一孔，要求位置度公差为φ0.1mm，图4-4所示的三种标注方法，哪种标注方法正确？为什么另一些标注方法不正确？图4-4 零件图答：a）尺寸无公差而且也不是理论正确尺寸，无基准；b）基准符号标注位置不对；c）正确。
5、图4-5所示零件的技术要求是：⑴ 2×φd轴线对其公共轴线的同轴度公差为φ0.02mm；⑵φD轴线对2×φd公共轴线的垂直度公差为100：0.02；⑶φD轴线对2×φd公共轴线的偏离量不大于±10μm。
试用形位公差代号标出这些要求。
图4-5 零件图解：参考答案如图所示：图4-5 零件图参考答案6、图4-6所示零件的技术要求是：⑴法兰盘端面A对φ18H8孔的轴线的垂直度公差为0.015mm；⑵φ35圆周上均匀分布的4×φ8H8孔，要求以φ18H8孔的轴线和法兰盘端面A为基准以互换装配，位置度公差为φ0.05mm；⑶ 4×φ8H8四孔组中，有一个孔的轴线与φ4H8孔的轴线应在同一平面内，它的偏离量不大于±10μm。
形状和位置公差及其检测一、形位公差的概念图样上给出的零件是没有误差的理想几何体，但是，在加工过程中由于机床、夹具、刀具和工件所组成的工艺系统本身存在各种误差，以及加工过程中出现受变形、振动、磨损等各种干扰，使加工后零件的实际形状和相互位置，与理想几何体规定的形状以及线、面相互位置存在差异，这种形状上的差异就是形状误差，相互位置之间的差异就是位置误差，它们统称为形状和位置的误差，简称形位误差。
零件在加工过程中，不仅有尺寸误差，而且会产生形状和位置误差。
形位误差对机构、仪器的使用功能影响很大。
因此，仅控制尺寸误差尺寸误有时仍难以保证零件的工作精度、联结强度、密封性、运动平衡性、耐磨性和可装配性等方面的要求，特别在高温、高压、高速重载等条件下工作的精密机械影响很大。
零件的形位误差对其使用性能会产生以下影响：（1）影响零件的功能要求。
例如，机床导轨的形状误差会影响结构件（如刀架）的动精度；车床主轴两支承轴颈的形位误差会影响主轴的回转精；齿轮箱上各轴承孔的位置误差将影响齿面承载能力和齿轮副的侧隙。
有结合要求的平面形状误差将影响结合的密封性，并因接触的减小面降低承载能力等。
（2）影响零件的配合性质。
例如，对于圆柱结合的间隙配合，圆柱表面的形状误差会使间隙大小分布不均，当配合件发生相对转动时，磨损加快，降低零件的工作寿命和运动精度。
（3）影响零件的自同装配性。
例如，花键轴各键的位置误差将影响与花键孔的联结；箱盖、法兰盘等零件上各螺栓孔出现位置误差将难以自由装配。
因此，设计零件时必须根据零件的功能要求，并考虑制造时的经济性，对其形位误差加以必要且合理的限制，即合理地确定零件的形位误差。
形状公差标准是重要的基础标准之一。
我国参照国际准，重新修订并以颁布实施的《形状和位置公差》国家标准有GB/T1182-1996《形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法》、GB/T1184-1996《形状和位置公差未注公差值》、GB4249-1996》《公差原则》、GB/T16671-1996《形状位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求》等。
第2章形状和位置公差及检测2.1 概述零件加工后，其表面、轴线、中心对称平面等的实际形状和位置相对于所要求的理想形状和位置，不可避免地存在着误差，这种误差称为形状和位置误差，简称形位误差。
2.1.1 形位公差的研究对象构成零件几何特征的点、线、面等是零件的几何要素（简称要素）。
如图2-2所示可分为:1.按结构特征分（1）轮廓要素:构成零件外形的点、线、面各要素。
如图2-2所示的球面、圆锥面和圆柱面的素线等都属于轮廓要素。
（2）中心要素:构成轮廓要素对称中心所表示的点、线、面各要素。
如图2-2所示的轴线、球心为中心要素。
图2-2 零件的几何要素2.按存在的状态分（1）实际要素:零件上实际存在的要素。
（2）理想要素:具有几何学意义的要素。
3.按所处地位分（1）被测要素:图样上给出了形状或（和）位置公差要求的要素，也就是需要研究和测量的要素。
（2）基准要素:图样上用来确定被测要素方向或（和）位置的要素。
4.按功能关系分（1）单一要素:仅对被测要素本身提出形状公差要求的要素。
（2）关联要素:相对基准要素有方向或（和）位置功能要求而给出位置公差要求的被测要素。
2.1.2 形位公差的特征项目、符号国家标准GB.T1182—1996规定，形状和位置两大类公差共计14个项目，其中形状公差4个，因它是对单一要素提出的要求，因此无基准要求;位置公差8个，形状或位置（轮廓）公差有2个，若无基准要求，则为形状公差;若有基准要求，则为位置公差。
形位公差特征项目及符号见书中表2-1。
2．2形位公差标注标准规定，在技术图样中形位公差采用符号标注。
2.3 形位公差带及形位公差2.3.1 形位公差带形位公差带是用来限制被测实际要素变动的区域。
形位公差带由形状、大小、方向和位置四个因素确定。
如图2-16所示。
图2-16 形位公差带的形状2.3.2 形状公差形状公差是为了限制形状误差而设置的。
实际要素在此区域内则为合格，反之，则为不合格。
第四章形状和位置公差的检测思考题4-1 什么是理想要素、实际要素、轮廓要素和中心要素？4-2 什么是被测要素、基准要素、单一要素和关联要素？4-3 GB/T1181-1996《形状和位置公差、通则、定义、符号和图样表示法》规定的形位公差特征项目有哪些？它们分别用什么符号表示？4-4 何谓形状公差？何谓位置公差？4-5 形位公差框格指引线的箭头如何指向被测轮廓要素？如何指向被测中心要素？4-6 由几个同类要素构成的被测公共轴线、被测公共平面的形位公差如何标注？4-7 被测要素的基准在图样上用英文大写字母表示，26个英文大写字母中哪9个字母不得采用？4-8 对于基准要素应标注基准符号，基准符号是由哪几部分组成的？基准符号的粗短横线如何置放于基准轮廓要素？如何置放于基准中心要素？4-9 形位公有效期带具有哪些特性？其形状取决于哪些因素？4-10 什么形状的形位公差带的公差数值前面应加符号“ ”？什么形状的形位公差带的公差数值前面应加符号“ ”？哪些表位公差带的方位可以浮动？哪些形位公差带的方位不允许浮动。
4-11 确定形位公差值时，同一被测要素的定位公差值、定向公差值与形状公差值间应保持何种关系。
4-12 按照直线度公差的不同标注形式，直线度公差带有哪三种不同的形状。
4-13 说明基准的含义，何谓单一基准、公共基准、三基面体系？在形位公差框格中如何表示它们？4-14 轮廓度公差带分为无基准要求和有基准要求两种，它们分别有什么特点？4-15 比较下列每两种形位公差带的异同？（1）圆度公差带与径向圆跳动公差带；（2）圆柱度公差带和径向全跳动公差带；（3）轴线直线度公差带和轴线对基准平面的垂直度公差带（任意方向）；（4）4平面度公差带与被测平面对基准平面的平行度公差带。
4-16 什么是体外作用尺寸、体内作用尺寸？4-17 什么是最大褓状态、最大实体尺寸、最小实体状态、最小实体尺寸？4-18 什么是最大实体实效状态、最大实体实效尺寸、最小滓体实效状态、最小的实体实效尺寸？4-19 试述边界和边界尺寸的含义以及不同的相关要求所规定的边界和边界尺寸的名称？4-20 试述独立原则的含义、在图样上的表示方法和主要应用场合？4-21 试述包容要求的含义、在图样上的表示方法和主要应用场合？4-22 试述最大实体要求应用于被测要素的含义、在图样上的表示方法和主要应用场合？4-23 最大实体要求应用于基准要素时，如何确定基准要素应遵守的边界？基准符号的字母如何在位置公差框格中标注？说明最大实体要求应用于基准要素的含义。
4-24 试述最小实体要求应用于被测要素的含义、在图样上的表示方法和主要应用场合？4-25 最小实体要求应用于基准要素时，如何确定基准要素应遵守的边界？基准符号的字母如何在位置公差框格中标注？说明最小实体要求应用于基准要素的含义。
4-26 何谓最大实体要求的零形位公差？何谓最小实体要求的零形位公差？4-27 试述可逆要求用于最大实体要求和最小实体要求的含义和在图样上的表示方法？4-28 被测要素的形位精度设计中包括哪几方面的内容？4-29 比较独立原则和包容要求的优缺点。
4-30 GB/T1184-1996《形状和位置公差、未注公差值》对各项形位公差的未注公差值作了哪些规定？采用GB/T1184-1996规定的形位公差未注公差值时，在图样上如何表示？4-31 测量形位误差时，实际要素如何体现？4-32 试述最小条件和最小包容区域的含义，试述定向最小包容区域和定位最小包容区域的含义？4-33 试述给定平面内直线度误差最小包容区域的判别准则，如何按两端点连线法评定直线度误差值？4-34 试述平面度误差最小包容区域的判别准则，如何按对角线平面法和三远点平面法评定平面度误差值？4-35 试述圆度误差最小包容区域的判别准则？4-36 试述面对面平行度、垂直度和倾斜度误差的定向最小包容区域的判别准则？4-37 试述形位误差的五种检测原则的名称和要领，并举例说明。
习题一、判断题〔正确的打√，错误的打X〕1. 某平面对基准平面的平行度误差为0．05mm，那么这平面的平面度误差一定不大于0．05mm。
（）2. 某圆柱面的圆柱度公差为0．03 mm，那么该圆柱面对基准轴线的径向全跳动公差不小于0．03mm。
（）3. 对同一要素既有位置公差要求，又有形状公差要求时，形状公差值应大于位置公差值。
（）4. 对称度的被测中心要素和基准中心要素都应视为同一中心要素。
（）5. 某实际要素存在形状误差，则一定存在位置误差。
（）6. 图样标注中Φ20+0.0210mm孔，如果没有标注其圆度公差，那么它的圆度误差值可任意确定。
（）7. 圆柱度公差是控制圆柱形零件横截面和轴向截面内形状误差的综合性指标。
（）8. 线轮廓度公差带是指包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域，诸圆圆心应位于理想轮廓线上。
（）9. 零件图样上规定Φd实际轴线相对于ΦD基准轴线的同轴度公差为Φ0．02 mm。
这表明只要Φd实际轴线上各点分别相对于ΦD基准轴线的距离不超过0．02 mm，就能满足同轴度要求。
（）10. 若某轴的轴线直线度误差未超过直线度公差，则此轴的同轴度误差亦合格。
（）11. 端面全跳动公差和平面对轴线垂直度公差两者控制的效果完全相同。
（）12. 端面圆跳动公差和端面对轴线垂直度公差两者控制的效果完全相同。
（）13. 尺寸公差与形位公差采用独立原则时，零件加工的实际尺寸和形位误差中有一项超差，则该零件不合格。
（）14. 作用尺寸是由局部尺寸和形位误差综合形成的理想边界尺寸。
对一批零件来说，若已知给定的尺寸公差值和形位公差值，则可以分析计算出作用尺寸。
（）15. 被测要素处于最小实体尺寸和形位误差为给定公差值时的综合状态，称为最小实体实效状态。
（）16. 当包容要求用于单一要素时，被测要素必须遵守最大实体实效边界。
（）17. 当最大实体要求应用于被测要素时，则被测要素的尺寸公差可补偿给形状误差，形位误差的最大允许值应小于给定的公差值。
（）18. 被测要素采用最大实体要求的零形位公差时，被测要素必须遵守最大实体边界。
（）19. 最小条件是指被测要素对基准要素的最大变动量为最小。
（）20. 可逆要求应用于最大实体要求时，当其形位误差小于给定的形位公差，允许实际尺寸超出最大实体尺寸。
（）二、选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来）1．属于形状公差的有＿＿。
A．圆柱度。
B．平面度。
C．同轴度。
D．圆跳动。
E．平行度。
2．属于位置公差的有＿＿。
A．平行度。
B．平面度。
C．端面全跳动。
D．倾斜度。
E．圆度。
3．圆柱度公差可以同时控制＿＿。
A．圆度。
B．素线直线度。
C．径向全跳动。
D．同轴度。
E．轴线对端面的垂直度。
4．下列论述正确的有＿＿。
A．给定方向上的线位置度公差值前应加注符号“Φ”。
B．空间中，点位置度公差值前应加注符号“球Φ”。
C．任意方向上线倾斜度公差值前应加注符号“Φ”。
D．标注斜向圆跳动时，指引线箭头应与轴线垂直。
E．标注圆锥面的圆度公差时，指引线箭头应指向圆锥轮廓面的垂直方向。
5．对于径向全跳动公差，下列论述正确的有＿＿。
A．属于形状公差。
B．属于位置公差。
C．属于跳动公差。
D．与同轴度公差带形状相同。
E．当径向全跳动误差不超差时，圆柱度误差肯定也不超差。
6．形位公差带形状是半径差为公差值t的两圆柱面之间的区域有＿＿。
A．同轴度。
B．径向全跳动。
C．任意方向直线度。
D．圆柱度。
E．任意方向垂直度。
7．形位公差带形状是直径为公差值t的圆柱面内区域的有＿＿。
A．径向全跳动。
B．端面全跳动。
C．同轴度。
D．任意方向线位置度。
E．任意方向线对线的平行度。
8．形位公差带形状是距离为公差值t的两平行平面内区域的有＿＿。
A．平面度。
B．任意方向的线的直线度。
C．给定一个方向的线的倾斜度。
D．任意方向的线的位置度。
E．面对面的平行度。
9．对于端面全跳动公差，下列论述正确的有＿＿。
A．属于形状公差。
B．属于位置公差。
C．属于跳动公差。
D．与平行度控制效果相同。
E．与端面对轴线的垂直度公差带形状相同。
10．下列公差带形状相同的有＿＿。
A．轴线对轴线的平行度与面对面的平行度。
B．径向圆跳动与圆度。
C．同轴度与径向全跳动。
D．轴线对面的垂直度与轴线对面的倾斜度。
E．轴线的直线度与导轨的直线度11．某轴Φ10 0-0.015 mmE则＿＿。
A．被测要素遵守MMC边界。
B．被测要素遵守MMVC边界。
C．当被测要素尺寸为Φ10 mm时，允许形状误差最大可达0．015 mm。
D．当被测要素尺寸为Φ9.985m m时，允许形状误差最大可达0．015 mm。
E．局部实际尺寸应大于等于最小实体尺寸。
12．被测要素采用最大实体要求的零形位公差时＿＿。
A．位置公差值的框格内标注符号E。
B．位置公差值的框格内标注符号Φ0M。
C．实际被测要素处于最大实体尺寸时，允许的形位误差为零。
D．被测要素遵守的最大实体实效边界等于最大实体边界。
E．被测要素遵守的是最小实体实效边界。
13．符号A．被测要素为单一要素。
B．被测要素遵守最小实体要求。
C．被测要素遵守的最小实体实效边界不等于最小实体边界。
D．当被测要素处于最小实体尺寸时，允许的垂直度误差为零。
E．在任何情况下，垂直度误差为零。
14．下列论述正确的有＿＿。
A．孔的最大实体实效尺寸= D max一形位公差。
B．孔的最大实体实效尺寸= 最大实体尺寸一形位公差．C．轴的最大实体实效尺寸= d max十形位公差。
D．轴的最大实体实效尺寸= 实际尺寸十形位误差．E．最大实体实效尺寸= 最大实体尺寸。
15．某孔Φ10 +0.0150 mmE则＿＿。
A．被测要素遵守MMC边界。
B．被测要素遵守MMVC边界。
C．当被测要素尺寸为Φ10 mm时，允许形状误差最大可达0．015mm。
D．当被测要素尺寸为Φ10．01 mm时，允许形状误差可达0．01 mm 。
E．局部实际尺寸应大于或等于最小实体尺寸。
三、填空题1．圆柱度和径向全跳动公差带相同点是＿＿，不同点是＿＿。
2．在形状公差中，当被测要素是一空间直线，若给定一个方向时，其公差带是＿＿之间的区域。
若给定任意方向时，其公差带是＿＿区域。
3．圆度的公差带形状是＿＿，圆柱度的公差带形状是＿＿。
4．当给定一个方向时，对称度的公差带形状是＿＿。
5．轴线对基准平面的垂直度公差带形状在给定两个互相垂直方向时是＿＿。
6．由于＿＿包括了圆柱度误差和同轴度误差，当＿＿不大于给定的圆柱度公差值时，可以肯定圆柱度误差不会超差。
7．当零件端面制成＿＿时，端面圆跳动可能为零。
但却存在垂直度误差。
8．径向圆跳动在生产中常用它来代替轴类或箱体零件上的同轴度公差要求，其使用前提是＿＿。
9．径向圆跳动公差带与圆度公差带在形状方面＿＿，但前者公差带圆心的位置是＿＿而后者公差带圆心的位置是＿＿。
