爱华网习题4
4-1表面粗糙度是不是越小越好？为什么？
不是。要依实际情况而定。表面粗糙度越小，表面过于光滑，不利于润滑油的贮存，易使工作面间形成半干摩擦甚至干摩擦，反而比粗糙表面更易磨损；另外，表面粗糙度越小，加工成本就越高，不利于合理提高生产效率。
4-2 评定表面粗糙度的参数有哪些？简述其含义。
GB/T 3505—2009《产品几何技术规范（GPS）表面结构 轮廓法术语、定义及表面结构参数》规定评定表面粗糙度的参数有以下3大类共计12种。
1.幅度参数
1)表面粗糙度最大轮廓峰高 （maximum profile peakheight），是指在一个取样长度内最高的轮廓峰至中线的垂直距离。
2)表面粗糙度最大轮廓谷深 （maximum profile valleydepth），是指在一个取样长度内最低的轮廓谷至中线的垂直距离。
3) 表面粗糙度轮廓的最大高度 （maximum height ofprofile），是指在一个取样长度内最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和。
4)轮廓单元的平均高度 （mean height of profileelements），是指在一个取样长度内轮廓单元高度 的平均值。
5)轮廓总高度 （total height ofprofile），是指在评定长度内最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和。
6)评定轮廓的算术平均偏差 （arithmetical mean deviation of theassessed profile），是指在一个取样长度内轮廓纵坐标值 绝对值的算术平均值。
7) 评定轮廓的均方根偏差 （root mean square deviation of theassessed profile），是指在一个取样长度内轮廓纵坐标值 的均方根值。
8) 评定轮廓的偏斜度 （skewness of the assessedprofile），是指在一个取样长度内轮廓纵坐标值 的3次方的平均值与的3次方的比值。偏斜度用来表征轮廓分布的对称度。如果表面含有较多的谷和较少的峰，轮廓的偏斜度为负，反之为正。
9)评定轮廓的陡度 （kurtosis of the assessedprofile），是指在取样长度内轮廓纵坐标值 的4次方的平均值与的4次方的比值。陡度用来描述纵坐标值概率密度函数的陡峭程度。
2.间距参数
轮廓单元的平均宽度 （mean width of profileelements），是指在一个取样长度内轮廓单元宽度值 的平均值。
3.曲线和相关参数
1)轮廓支承长度率 （material ratio of theprofile），是指在给定的水平位置 上轮廓的实体材料长度 与评定长度 的比率。
2)轮廓支承长度率曲线（material ratio curve of theprofile），是表示轮廓支承长度率随水平位置变化的关系曲线。
4-3 简述表面粗糙度参数值的选择原则。
表面粗糙度评定参数值选择一般有如下原则：
（1）同一零件上，工作表面的粗糙度应比非工作表面要求严格。
（2）对于摩擦表面，速度越高，单位面积压力越大，则表面粗糙度要求应越严格，尤其是对滚动摩擦表面应更严格。
（3）受交变负荷时，特别是在零件圆角、沟槽处的表面粗糙度要求应严格。
（4）要求配合性质稳定可靠时，表面粗糙度要求应严格。
（5）在确定零件配合表面的粗糙度时，应与其尺寸公差相协调。
此外，还应考虑加工方法、应用场合及其他一些特殊因素和要求。
4-4 表面粗糙度各评定参数值的规定及取样长度、评定长度的选用要点有哪些？
表面粗糙度各评定参数值的规定及取样长度、评定长度的选用要点如下：
（1）在规定表面粗糙度要求时，必须给出表面粗糙度参数值和测量时的取样长度两项基本要求，必要时还要加选附加参数、表面加工纹理、加工方法等。
（2）表面粗糙度的评定不包括表面缺陷，如沟槽、气孔和划痕等。
（3）对 和 参数值的选用见表4-1。
（4）在测量 参数时，可根据国家标准选用相应的取样长度 和评定长度，具体数据见表4-2、表4-3和表4-4。采用表中规定的取样长度时，在图样上可以省略取样长度值的标注。当有特殊要求时，设计者可自行规定取样长度值，如被测表面均匀性较好，测量时可选用小于表中规定的长度；均匀性较差的表面可选用大于表中规定的数值。
表面粗糙度选用实例见附表4-2，典型零件的表面粗糙度参数值见附表4-3，设计时可供参考。
4-5 简述表面粗糙度参数极限值与最大值、最小值的区别。
按照GB/T 131—2006《产品几何技术规范(GPS)技术产品文件中表面结构的表示法》，对于表面粗糙度参数规定上限值要求时，即指如果所选参数都用同一评定长度上的全部实测值中，大于图样或技术文件中规定值的个数不超过总数的16%，则该表面是合格的；对于表面粗糙度参数规定下限值要求时，即指如果在同一评定长度上的全部实测值中，小于图样或技术文件中规定值的个数不超过总数的16%，则该表面也是合格的。也叫做“16%规则”。而对于表面粗糙度参数规定最大值要求时，即指检验时，在被检的整个表面上测得的参数值一个也不应超过图样或技术文件中的规定值。为了指明参数的最大值，应在参数符号后面增加一个“max”的标记。也叫做“最大规则”。
4-6 简述表面粗糙度符号的含义。
按照GB/T 131—2006《产品几何技术规范(GPS)技术产品文件中表面结构的表示法》规定，表面粗糙度符号的含义如下表：
4-8 画图说明齿面、花键、螺纹及表面处理件粗糙度标注方法。
齿面、花键、螺纹及表面处理件粗糙度标注方法依次如下图所示。
4-9 如何测量轮廓最大高度？
用双管显微镜或者干涉显微镜均可测量轮廓最大高度。按照实验步骤调节好仪器，将被测零件放在物镜下，在查取的取样长度范围之内，调节出光带或者干涉条纹，测量到的最高的波峰到最低的波谷之间的值即为轮廓最大高度值。
4-10 轮廓单元的平均高度的测量仪器是什么？简述其工作原理及测量步骤。
轮廓单元的平均高度的测量仪器有双管显微镜和干涉显微镜。
双管显微镜的工作原理是光切原理。利用光切原理来测量轮廓单元的平均高度的步骤如下：
（1）按图纸要求或用比较法估计被测表面的粗糙度值，根据表4-9选择合适放大倍数的物镜安装在仪器上。将工件安置在工作台16上的V型块15中，松开工作台锁紧螺钉18，转动工作台，使得工件加工痕迹与光带方向平行，拧紧工作台锁紧螺钉18，见图4-20。通过变压器接通电源。
（2）调整仪器，松开横臂锁紧螺钉7，转动升降螺母4，使镜头架12缓慢下降到靠近工件表面，但不能接触，使得测微目镜10中出现一条绿色光带，锁紧横臂锁紧螺钉7。再通过反复调节微调手轮6及光带位置调节钮，使得光带清晰。松开目镜锁紧螺钉9，转动测微目镜10，使目镜中十字水平线与光带大致平行，然后锁紧目镜锁紧螺钉9。
（3）根据粗糙度允许值查表确定取样长度lr，在取样长度范围之内，转动目镜百分尺11，使十字线水平线与m个轮廓单元的波峰、波谷分别相切，读出m个轮廓单元高度值，计算其平均值，即轮廓单元的平均高度 。
干涉显微镜的工作原理是光波干涉原理。利用干涉原理来测量轮廓单元的平均高度的步骤如下：
（1）将被测零件放在仪器工作台4上，被测表面向下对着物镜头，接通电源，见图4-22。
（2）遮光板转动手柄8转至箭头朝上的位置，以切断通向物镜的光线。
（3）转动调焦旋钮10，使目镜内观察到被测表面的清晰加工痕迹影像，然后将遮光板转动手柄8转至箭头水平指向的方向，再微调调焦旋钮10，视场内即出现干涉条纹。
（4）绕自身轴线旋转手柄9，调节干涉条纹宽度，使之在目镜视场内为2~3mm左右。再将手柄9绕光轴旋转，调节干涉条纹方向，使之垂直于加工痕迹。
（5）旋转测微目镜调节手轮13，使十字线的水平线与干涉条纹轮廓中线平行。干涉条纹的间隔宽度b应取三个不同位置的平均值。
（6）在同一干涉条纹上测量m个轮廓单元的波峰、波谷值之差，即轮廓单元高度 值，计算其平均值，即轮廓单元的平均高度
